基于混合储能装置的风光互补发电系统

摘要

社会经济发展、环境问题、资源匮乏带来了人类寻求新能源的压力，风能和太阳能等新型环保可再生能源的重要性日益凸显，但其固有的随机性、间歇性等缺点都严重制约着其广泛应用，由于风能和太阳能在时间及空间上具有互补性，因此风光互补发电系统无疑是未来可再生能源发电系统的主要研究方向，但是风光互补发电系统的输出功率具有波动性，且如何将风能和太阳能进行有效存储都是目前亟需解决的问题，针对上述问题，本文进行了如下研究:
　　首先，介绍风力发电系统和光伏发电系统的输出特性，通过分析两种发电系统在时间上和空间上的互补性及其能够相互平抑的特点，引出发展风光互补发电系统的必要性。同时通过分析蓄电池和超导储能的特性，将蓄电池和超导储能组成混合储能装置，从而满足整个系统的经济成本和利用效率。
　　其次，为减少风光互补发电系统中谐波分量的波动性，利用储能装置和滤波装置对有功功率电流和无功功率电流控制结构相似性，本文将储能装置作为滤波装置使用，将风光互补发电系统的输出电流中谐波部分通过控制进行滤波，为提高滤波效率，提出自适应Prony互信息特征提取算法，分析谐波电流之间的互信息。为了提高平抑效率，本文通过对储能装置的电压和电流进行控制来实现对混合储能系统的控制，并引用自适应模糊控制算法，通过对蓄电池和超导储能的充放电状态进行分析，从而提高储能系统响应的准确性和快速性。
　　最后，为验证风光互补发电系统的有效性，通过PSCAD/EMTDC仿真软件建立基于混合储能装置的风光互补发电系统，通过仿真结果可知，将储能装置作为滤波装置使用，也可降低风光互补发电系统输出功率的谐波含量，从而进一步降低对储能装置的影响;在混合储能装置的作用下，风光互补发电系统输出功率趋于稳定，混合储能装置可提高蓄电池的使用寿命、降低系统成本、提高储能装置利用率。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 论文的背景与意义

1．2 新能源发展状况

1．2．1 风能、太阳能的发展状况

1．2．2 新型能源发电系统的发展

1．3 新型储能技术

1．4 论文章节安排

第二章 基于储能装置的风光互补发电系统

2．1 风光互补发电系统介绍

2．1．1 含储能装置的风光互补发电系统简介

2．1．2 风光发电系统特性

2．2 储能元件性能研究

2．2．1 常用的储能技术介绍

2．2．2 超导储能

2．3 本章小结

第三章 基于混合储能装置的风光互补发电系统

3．1 风光储系统的拓扑结构

3．2 基于混合储能装置的风光互补发电系统控制策略

3．2．1 风光储发电系统的主要控制策略

3．2．2 滤波控制策略

3．2．3 自适应Prony互信息提取算法

3．3 本章小结

第四章 系统仿真

4．1 PSCAD／EMTDC仿真软件

4．2 基于混合储能装置的风光互补发电系统仿真

4．2．1 风力发电系统仿真

4．2．2 光伏发电系统仿真

4．2．3 基于混合储能装置的风光互补发电系统

4．3 系统输出波形仿真

4．4 本章小结

第五章 总结与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读硕士学位期间发表论文及成果