风光柴蓄复合发电系统建模与仿真技术研究

摘要：风光柴蓄复合发电系统不仅可以降低单一类型发电的投资和运行管理费用,而且可以提高系统供电的可靠性和稳定性。随着风光柴蓄复合发电系统的工程应用逐渐增多、安装容量的不断增大,传统的经验设计方法已经不能满足系统精确设计的需要。为此,本文主要研究风光柴蓄复合发电系统的配置优化和运行过程仿真问题。论文完成的主要工作有： (1)分析了风光柴蓄复合发电系统的工作原理和系统构成,建立了风力发电机、太阳能光伏电池、蓄电池、柴油机、逆变器、整流器等元器件的数学模型,以及复合发电系统整体模型,并建立了元器件数据库。 (2)针对风光柴蓄复合发电系统的非线性特性,采用遗传算法和能量调度策略,以系统初期投资费用和系统运行费用最优为系统优化目标函数,对系统配置进行优化设计,并编写优化设计软件对本课题依托工程宁夏中卫市某安装系统进行了优化设计。选择不同的配置方案进行比较,结果表明,在满足用户负载要求的条件下,所采用的优化算法和调度策略正确,系统配置合理、经济、可行。 (3)建立了离散的气象数学模型,解决了安装地区在全年383小时因逐时气象数据缺少而无法进行风光柴蓄复合发电系统运行过程仿真问题；并计算出了各种不同型号的风力发电机和光伏阵列逐时功率。 (4)基于风光柴蓄复合发电系统模型和气象数学模型,采用能量调度策略,建立系统动态仿真环境,编写系统运行过程仿真程序,对风光柴蓄复合发电系统中各元件的输入输出进行全年逐时仿真,并选取与最优配置方案经济性相近的三种方案分别进行仿真比较。结果表明,经优化设计得到的最优配置方案,在安装地点一年运行过程中,系统运行费用和年均投资费用最低。