收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

风光氢综合能源系统优化配置与协调控制策略研究

孔令国  
【摘要】:随着环境压力的逐年剧增,风电和光伏已成为了当前新能源的主要开发和利用形式。由于风、光资源具有先天的随机性、波动性及不确定性等特点,风力发电和光伏发电对电网的影响不容忽视。其中,风电和光伏高比例渗透电网所带来的问题尤为突显。近年来,风电和光伏装机容量与日俱增,与此同时,弃风和弃光比例居高不下。此外,氢储能作为一种新兴电力系统储能方式,相比传统储能,具有清洁绿色、能量密度高、储存容量大、运行寿命长、便于储存和传输等优点。因此,耦合氢储能综合开发利用将成为风电和光伏高效运行的优选方案之一。本文在深入分析了考虑弃风、弃光及风光功率波动的风光氢综合能源系统容量优化配置的基础上,采用仿真与物理实验验证方式,对风光氢综合能源系统模型构建与协调控制策略及在线能量调控策略进行了深入研究。本文的创新性研究内容包括:(1)定量分析了基于HOMER软件平台的弃风、弃光耦合制氢与燃料电池车系统的容量优化配置。在计算了吉林省某风场和某光伏站弃风、弃光功率的基础上,结合不同燃料电池车负荷场景,基于HOMER软件平台,定量分析了成本最优对应的制氢容量和弃风、弃光利用率。利用Matlab软件,进一步分析了污染物减排效益和系统净利润。考虑技术和市场进步,定量预测了未来弃风、弃光耦合制氢与燃料电池车系统的技术经济性和容量优化配置。(2)提出了基于改进化学反应优化算法的,考虑风、光功率波动的风光氢综合能源系统容量优化配置方法。结合化学反应优化算法全局寻优能力强,粒子群算法收敛速度快的特点,提出了改进的化学反应优化算法。以利润最大化为目标函数,以风、光波动功率、电解槽容量和燃料电池容量为约束条件,建立了容量优化配置模型,获得了经济性最优的制氢容量、燃料电池容量及对应的风、光功率平抑效果。(3)建立了直驱永磁同步风电机组、并网光伏阵列、碱式电解水制氢及质子交换膜燃料电池并网系统PSCDA/EMTDC自定义模型,并通过物理实验验证了模型的有效性。(4)构建了基于氢储能的主动型直驱永磁同步风电机组和并网光伏阵列结构,并提出了系统协调控制策略。将电解槽、燃料电池及电池组并入直驱永磁同步风电机组的全功率变流器直流侧,利用所提的系统协调控制策略,实现直驱永磁同步风电机组的上网功率可控,即主动型;将电解槽和燃料电池作为能量缓冲接入并网光伏阵列逆变器的直流侧,应用超级电容器来缓解电解槽和燃料电池慢动态响应问题,通过所提的协调控制策略,实现光伏阵列绿色、友好、主动并网。(5)搭建了典型风光氢综合能源系统实验平台,提出了系统在线能量调控策略,并通过数字仿真和物理实验验证了其有效性。针对现有风电和光伏发电功率波动及弃风、弃光问题,结合综合能源思想,构建了典型风光氢综合能源系统结构,提出了系统在线能量调控策略,并通过3k W直驱永磁同步风电机组、5k W并网光伏发电、1Nm3/h碱式电解水制氢、2.5k W质子交换膜燃料电池和2×5Nm3储氢综合能源系统的数字仿真和物理实验平台,验证所提典型风光氢综合能源系统结构的合理性及在线能量调控策略的有效性。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 郭艳敏;张骥;;300MW机组协调控制策略的应用及改进[J];能源研究与利用;2007年01期
2 郎意安,陈胜利,李雷;协调控制策略的探讨与实践[J];华东电力;1999年02期
3 姚兴佳;邢作霞;刘颖明;王晓东;;变速变距风力发电机组整机协调控制策略研究[J];太阳能学报;2009年05期
4 李艳青;;超临界机组协调控制策略的优化探究[J];科技与企业;2013年20期
5 梅得奇;李卫华;王军孝;朱珂;宋兆星;高春雨;;600MW火电机组协调控制策略优化[J];热力发电;2009年05期
6 李锋;朱亚清;;热电联产机组协调控制策略的改进[J];热力发电;2009年12期
7 卫平宝;王舜;张巍;洪志灿;;660MW机组协调控制策略优化[J];热力发电;2011年09期
8 张建华;董菲;侯国莲;袁桂丽;;基于神经网络预测控制的单元机组协调控制策略[J];动力工程;2006年03期
9 刘志清;孙伟东;;600MW超临界机组协调控制策略分析[J];江苏电机工程;2007年05期
10 何钧;刘宝玲;;超临界600MW机组协调控制策略优化[J];电站系统工程;2012年06期
11 毛晓明,张尧,管霖,吴小辰,彭显刚;南方交直流混合电网区域振荡的协调控制策略[J];电力系统自动化;2005年20期
12 张启勤;宋兆星;;双轴燃气蒸汽联合循环机组协调控制策略研究[J];华北电力技术;2009年08期
13 薛建宏;机组协调控制策略及其在OVATION系统的实现[J];西北电力技术;2004年04期
14 焦健;孙翔;齐伦;;DEB协调控制策略在沈海电厂200MW机组中的应用[J];东北电力技术;2008年06期
15 潘巍;刘瑜俊;徐青山;桑林;董晨;辛建波;;电动汽车与电网互动协调控制策略研究综述[J];电力需求侧管理;2013年04期
16 田志友;;600MW超临界机组协调控制策略分析[J];云南电力技术;2011年05期
17 钱朝明;王会;吴永存;罗志浩;;1000MW火电机组协调控制策略优化[J];中国电力;2013年03期
18 郝建民;贾长阁;石同礼;;600MW超临界机组协调控制策略分析与AGC投入[J];黑龙江电力;2009年05期
19 程际云;陈纲;王会;;中储式制粉系统改直吹后的锅炉协调控制策略优化[J];浙江电力;2012年08期
20 贾东强;韦统振;霍群海;;UPQC切换运行模式的小信号分析及协调控制策略[J];电力系统自动化;2014年13期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王锋;常咸伟;;华能嘉祥发电有限公司CCS控制策略[A];全国火电大机组(300MW级)竞赛第36届年会论文集(下册)[C];2007年
2 ;科学家为燃料电池开发新催化剂[A];节能减排论坛——福建省科协第八届学术年会卫星会议论文专刊[C];2008年
3 郭晓汾;张毅;;燃料电池车辆及其新进展[A];河南省汽车工程学会第二届科研学术研讨会论文集[C];2005年
4 许谷;;燃料电池——改变未来世界的新科技——燃料电池系统中关键部分的研究[A];材料科学与工程技术——中国科协第三届青年学术年会论文集[C];1998年
5 宋二虎;;电动自行车用燃料电池的产业化之路[A];电动车及新型电池学术交流会论文集[C];2003年
6 于泽庭;韩吉田;;燃料电池在家庭中的应用[A];山东省第五届制冷空调学术年会论文集[C];2004年
7 陆天虹;张玲玲;唐亚文;高颖;;各种燃料电池在产业化概况[A];2006中国动力电池高层论坛论文集[C];2006年
8 宫振华;张存满;肖方暐;李冰;高鑫;马建新;;车用条件下燃料电池含氢尾气净化处理的研究[A];2008 International Hydrogen Forum Programme and Abstract[C];2008年
9 余沛亮;;我国燃料电池技术发展现状概述[A];中国电池行业二十年发展历程[C];2009年
10 孙公权;;燃料电池相关化学基础研究概述[A];中国化学会第27届学术年会化学的创新与发展论坛摘要集[C];2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孔令国;风光氢综合能源系统优化配置与协调控制策略研究[D];华北电力大学(北京);2017年
2 余彬彬;典型工业场地污染特征及基于电对燃料电池自产电修复[D];浙江大学;2014年
3 郭琳;高性能铂基燃料电池催化剂研究[D];重庆大学;2015年
4 陈会翠;影响燃料电池寿命的动态响应分析及经济性评价[D];清华大学;2015年
5 尚明丰;同步辐射原位XAFS实验方法表征燃料电池催化剂在工作状态下的结构变化[D];中国科学院研究生院(上海应用物理研究所);2016年
6 卞婷;铂基、铑基双金属纳米晶的可控制备及催化性能研究[D];浙江大学;2016年
7 姜淑娟;基于氮、硼掺杂碳纳米管的燃料电池催化剂的设计、制备及性能[D];南京大学;2010年
8 张丙青;光助燃料电池的构建及性能研究[D];华南理工大学;2016年
9 骆明川;燃料电池电极反应机理及低铂催化剂的研究[D];北京化工大学;2016年
10 马泽;锌空气燃料电池性能影响因素及性能衰减机理研究[D];清华大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 史乃晨;车用柴油机增压器与EGR系统的协调控制策略[D];吉林大学;2016年
2 刘永浩;四轮驱动汽车牵引力控制与电动助力转向协调控制策略研究[D];华南理工大学;2016年
3 胡杨;背靠背系统中前后级变流器功率协调控制策略的研究[D];合肥工业大学;2016年
4 仉雪娜;多端柔性直流输电协调控制策略研究[D];华北电力大学;2013年
5 钟立群;混合动力挖掘机回转驱动系统协调控制策略的研究[D];湖南大学;2015年
6 王凯;电压源型直流电网协调控制策略与直流故障特性研究[D];华中科技大学;2015年
7 张艳秋;常规公交区间车与全程车协调控制策略研究[D];吉林大学;2017年
8 胡超;主动配电网中无功功率全局协调控制策略[D];北京交通大学;2017年
9 冯鑫源;限风情况下风电场群有功分层协调控制策略研究[D];东北电力大学;2017年
10 李洪志;基于源/储/荷的主动配电网协调控制策略研究[D];沈阳工业大学;2016年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 屈申水;中国燃料电池遭遇洋货进攻[N];中国工业报;2004年
2 刘林森;普及家用燃料电池成为日本能源国策[N];中国工业报;2005年
3 张逸远;小型燃料电池步入应用时代[N];中国环境报;2005年
4 郑惠荣;21世纪的能源燃料电池[N];中国建材报;2001年
5 付毅飞;燃料电池:汽车发展的变革[N];中国矿业报;2005年
6 刘钢;德国加紧研发燃料电池[N];中国汽车报;2001年
7 倪维斗 朱家琏;燃料电池汽车商业化前景不乐观[N];中国汽车报;2005年
8 黄瀚;胡里清的燃料电池梦[N];第一财经日报;2005年
9 常经;燃料电池产业亟待跨越发展[N];中国高新技术产业导报;2005年
10 张逸远;步入应用时代 小型燃料电池觊觎20亿商机[N];中国高新技术产业导报;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978