基于组件的分布式储能系统的多模态能量管理

摘要

由于风能、太阳能具有波动性，其入网对电网产生很大的影响，需要储能系统实现供电平衡。而由于自然环境的不断变化以及用户侧负荷需求的波动，也使得分布式储能系统呈现多模态特性。为此，本文提出基于组件的多模态建模方法，研究了分布式储能系统的多模态能量管理方案，分析储能系统对分布式能源系统经济运行的影响。
　　本论文的研究内容包括以下三个方面:
　　(1)为分析储能系统对分布式能源系统经济运行的影响，首先建立分布式能源系统中风、光、蓄电池和电动汽车的出力模型，然后分析各发电单元的发电成本，从而建立分布式能源系统的运行成本函数。
　　(2)分析风光蓄分布式能源系统中储能系统的多模态特性，并建立不同模态下基于组件的模态感知模型;然后综合考虑系统运行成本、蓄电池寿命损耗成本和购电环境成本，建立经济调度模型;以综合发电成本最低为目标，考虑出力约束和安全性能约束，利用粒子群优化算法对该模型求解，产生能量管理策略的调度参数，实现功率优化调度。在不同天气条件下，对本文策略和常规策略进行了算例对比，分析了蓄电池调度周期内的运行模态，并验证了优化效果。
　　(3)分析风光电动汽车分布式能源系统中储能系统的多模态特性，并建立不同模态下基于组件的模态感知模型。为研究电动汽车加入分布式能源系统对运行成本的影响，构建了基于双层优化的分布式储能系统能量管理策略。针对上层调度中心，以分布式能源系统运行成本为目标建立经济调度模型，通过粒子群算法求解，得出风光发电各时段的功率调度值以及电动汽车代理商各时段的调度计划;针对下层电动汽车代理商，根据电动汽车不同模态制定各电动汽车的充放电策略，达到实际调度值与上层的调度计划尽可能一致。仿真结果证明本文策略不仅可以使分布式能源系统全天运行成本最低，还可以使电动汽车在出发前的荷电状态尽可能达到期望值。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状及发展动态分析

1．2．1 多模态控制国内外研究动态

1．2．2 储能系统能量管理国内外研究动态

1．3 本文主要工作

第2章 分布式能源系统的数学模型

2．1 风力发电

2．1．1 风力发电出力模型

2．1．2 风力发电成本模型

2．2 光伏发电

2．2．1 光伏发电出力模型

2．2．2 光伏发电成本模型

2．3 蓄电池

2．3．1 蓄电池性能参数

2．3．2 蓄电池放电成本

2．3．3 蓄电池寿命模型

2．4 电动汽车行驶特性

2．5 小结

第3章 风光蓄系统的多模态能量管理

3．1 基于组件的多模态建模

3．1．1 基于组件的模态感知模型

3．2 蓄电池储能系统的模态感知模型

3．2．1 蓄电池储能系统运行模态及模态切换策略

3．2．2 不同模态下基于组件的模态感知模型

3．3 多模态能量管理策略

3．3．1 经济调度模型

3．4 算例分析

3．4．1 典型日优化调度分析

3．4．2 蓄电池寿命影响分析

3．5 小结

第4章 风光电动汽车系统的多模态能量管理

4．1 电动汽车储能系统的模态感知模型

4．1．1 充电子模态的划分及模态切换策略

4．1．2 放电子模态的划分及模态切换策略

4．1．3 不同模态下基于组件的模态感知模型

4．2 分层能量管理策略

4．2．1 分层调度模式

4．2．2 上层调度中心优化模型

4．2．3 下层代理商电动汽车充放电优化模型

4．2．4 模型求解方法及流程

4．3 仿真验证

4．4 小结

5．1 结论

5．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢