安全可靠性约束下的微电网能量最优调度模型设计研究

微电网接入风电、太阳能电源设备时,因其随机性和间歇性,对电网稳定高效运行造成影响。本文以微电网总投资成本和弃风惩罚费用为目标函数,建立孤立微电网电源多目标优化模型。基于自适应遗传算法进行模型求解,获得弃风惩罚费和可靠性约束下微电网电源容量配置结果。通过算例验证表明:弃风惩罚费对微电网电源配置影响较大:当忽略弃风惩罚费用时,造成电网新能量浪费,导致总投资成本升高。考虑可靠性约束条件,随微电网可靠性的提升,电网投资成本不断升高,因此,实际电网规划中,要根据用户的可靠性需求,考虑供电可靠性时计算微电网的投资成本。     

基于多目标粒子群算法的微电网优化运行研究

为实现微电网系统经济和环境双重目标的优化运行,在满足系统约束条件下,对含有光伏、风机、柴油发电机以及铅酸蓄电池组成的孤立微电网进行研究,提出了一种经济与环保协调控制下的微电网优化调度模型,并采用非线性递减指数函数的惯性权重取值方法和添加二次函数类速度扰动项的改进多目标优化算法来求解调度模型,有效地改善了算法的收敛性能和Pareto前沿的分布特性,仿真结果表明该模型对微电网优化调度具有一定的指导作用.     

基于群搜索算法的风光储微电网优化调度

面对传统的电力发电系统火力不足且造成严重的环境污染问题,大力建设清洁能源为主的微电网具有重要的意义。本文搭建了由光伏、风能、储能电池、海水淡化系统等分布式电源构成的微电网系统。在保持微电网能正常运行的前提下,以实现经济环保成本最低为目标,建立了微电网的优化调度模型。最后分别运用粒子群搜索算法(PSO)、群搜索算法(GSO)对该模型进行寻优,并且进一步改进GSO算法。通过算例验证该模型的有效性。算例结果表明改进后的群搜索算法收敛速度更快,优化结果最好。     

海洋平台多能互补系统电源容量优化

将风、光等新能源应用于海洋平台成为研究的热点,但其波动性对平台电力系统带来一定的不安全因素,所以实际应用中,往往采用风光柴储的多能系统。研究中以海洋平台为研究对象,对多能系统的电源容量进行优化,保证系统的经济性和稳定性,实现新能源最大化利用。研究中为了提高整个海洋平台电力系统的经济性,需根据海洋平台附近的资源条件对系统的电源容量进行优化设计,选取最优的电源容量组合。本文建立了独立风/光/柴/储海洋平台电力系统中各个电源的多目标优化模型,利用多目标粒子群(multi-objective particle swarm optimization,MOPSO)求解系统中各个电源容量配置的Pareto最优解集,并基于满意度评价的模糊理论设计推荐的折衷解。     

海岛微电网光柴互补能量管理控制策略

海岛微电网甚至无人值守微电网建设将是未来海岛建设发展方向之一,因而实现能量管理,全自动控制策略是海岛微电网建设的重要课题。文章以某海岛光柴微电网为模型,提出了以蓄电池组为核心的光柴互补控制策略。同时也对蓄电池组离网的情况进行了分析。该控制策略可以实现整个系统的能量管理,同时尽可能利用光能,达成提供可靠稳定的电力来源的目的。     

LNG发电船微电网的能量管理系统研究

LNG发电船是一种使用液化天然气作为清洁能源的可移动式独立微电网,在港口使用LNG发电船作为辅助电源,可以大幅降低港口排放。考虑到LNG发电机组的单机最大容量的限制,设计了一种配置了功率补偿装置的微电网单元,可以根据实际需求进行并联扩容,并有效解决了LNG发电机组负载动态响应的不足。为保证该系统的稳定性以及发电质量的可靠性,建立了一套分层架构的分布式能量管理系统,该系统既具备自主性,又能保持系统的协作性及可扩展性。     

基于差分进化算法的微电网多目标优化调度

能源的紧缺和环境污染问题的加剧,使得人们对微电网有了越来越多的研究。通过对微电网的并网运行进行研究,设计了包含光伏、风机、储能电池单元的微电网系统,综合考虑系统的供电可靠性,环境污染和成本花费三个方面,采用多目标差分进化算法来寻求一组非劣解来确定最终方案。最后通过一组案例数据对系统的优化调度进行了分析和验证。     

新能源船舶混合储能系统关键技术问题综述

电力电子变换技术的不断进步为风能、太阳能和燃料电池等新能源技术在船舶中的应用起到了积极的推动作用,为平抑分布式发电装置间歇性和随机性电能输出与不同运行工况下船舶电气负荷持续稳定电能需求之间的矛盾,储能系统在新能源船舶电力系统的电源能量中继和功耗动态平衡过程中的调控作用显得尤为重要。特别是,储能系统必须同时具备高功率密度和高能量密度的特点,才能满足船舶电力系统中大功率异步电机频繁启动和电气负荷长时间不间断运行的需求。论文介绍了典型储能技术的技术特点,着重探讨集成蓄电池-超级电容的典型混合储能系统,对比分析了无源式和有源式混合储能系统结构的技术差异;从适用电网的不同运行模式(离网型和并网型)和不同优化策略(目标和方法)的角度,分别论述了混合储能系统的容量优化配置问题的解决途径;在此基础上,从能量型与功率型储能元件的匹配控制环节和变流器的运行控制环节,解析了混合储能系统的协调运行控制技术发展现状。     

典型工况下的燃料电池船舶复合储能系统设计

针对燃料电池船的电能质量品质不高、蓄电池使用寿命短等问题,设计了由超级电容、磷酸铁锂电池组成的复合储能系统,并提出了基于功率分流式的能量管理策略。在MATLAB/Simulink环境下建立系统仿真模型,并采用自适应粒子群算法调用仿真模型,对复合储能系统的容量配置与能量管理策略的参数进行联合优化。仿真结果表明：优化后的复合储能系统可以满足船舶典型工况需求,并且能够缓冲负载波动对燃料电池与磷酸铁锂电池的冲击,使燃料电池工作在高效率区间,机动工况下船舶能量效率提高了3.17%；磷酸铁锂电池的充放电过程得到优化,能延长其使用寿命；母线电压波动减小,提高了电能质量。     

考虑电动汽车的时滞孤岛微电网负荷频率控制

本文研究了考虑电动汽车参与调频的时滞孤岛微电网,重点研究了通讯时滞对孤岛微电网系统的影响,构建了考虑电动汽车的时滞孤岛微电网模型,采用了适用的Lyaunov-Krasovskii泛函(LKF),并通过运用自由权矩阵积分不等式得到了稳定性判据,通过不同的参数设定,进行了仿真实验,结果说明了本文方法的有效性。     

新能源船舶混合电力系统容量优化策略

在新能源船舶电力系统中,不合理的系统容量分配会引起电网的剧烈波动,增加能源消耗,提高用电成本等不利情况。为保证行驶的安全合理,提出一种考虑船舶横摇的新能源船舶混合电站系统的优化策略。该策略使用加入遗传算法交叉过程的多目标多约束粒子群算法,在考虑船舶航行时横摇的情况下,对船舶电力系统中柴油机的出力以及储能电池的容量进行优化配置,在保证船舶运行效率的同时,减少电力系统运行成本以及燃油消耗。以某远洋油轮为例,在一个航程内,优化后的船舶混合电站系统在满足用电可靠性的前提下,合理分配各电源出力,显著改善了电力系统的用电成本。     

不依赖空气动力的再生燃料电池

目前正在研制一种新型低成本，大规模的储能技术作为潜艇铅酸主蓄电池的替代品，这种技术就是再生燃料电池。它经过研制和改进，其成本和性能可以与其他形式的能量储存和动力装置（包括铅酸蓄电池）相竞争。目前使用铅酸蓄电池作为应急电源的潜艇和舰船上应用这种系统，可以达到降低全寿期成本的目标。该系统维护保养要求低，寿命长，灵活性大，功率和储能能够彼此独立地进行调节。随着储存能力或功率需求减少，每千瓦时的成本会明显降低，只需增加很少的成本就可延长应急供电时间，该系统很容易实现高电压运行，这一点很重要。与铅酸蓄电池系统相比较，此项新技术还有其他优点：无爆炸性气体产生，充电状态易于监控，系统可实现全自动化。因此系统是免维护的，可以明显减少维护要求，该系统是燃料电池和充电电池的混合系统，其基本组成为2个储存柜，2台泵和足够产生所需功率的反应器模块。这项技术在供电业应用方面的研究和试验已经达到兆瓦级水平，正向海军应用方面发展。     

基于小波去噪与经验模态分解的混合储能容量优化配置

针对风电出力并网困难的问题,提出采用混合储能系统平抑风电输出功率波动.首先,采用小波分析对风电输出功率信号进行小波去噪;其次采用经验模态分解对去噪后的功率信号进行分解;然后将储能系统内部功率指令划分与系统容量配置相结合,以储能系统容量配置成本最小为目标,建立混合储能容量优化模型,通过穷举对不同分界点所对应的系容量配置成...     

航标太阳能电源系统应用超级电容实验电路

1航标太阳能电池供电系统目前,航标灯的供电方式较多采用太阳能电池+蓄电池模式,属小功率电源系统,能量存储普遍采用铅酸蓄电池。     

柴电混合动力船舶能量分配优化方法

针对柴电混合动力船舶多种工况能量分配问题,设计一种兼顾油耗成本和气体排放的船舶能量分配优化计算方法。以某海洋工程船动力系统为研究对象,研究其7种标准工况的特点,提取7种标准工况的功率需求范围。在满足船舶安全稳定运行的约束条件下,以船舶油耗成本和环境成本最小化为目标函数,建立优化模型。采用一种自适应差分进化算法进行优化计算,得出最优能量分配。     

舰船铅酸蓄电池室氢气浓度特征研究北大核心CSCD

[目的]为实现舰船铅酸蓄电池室蓄电池析氢特征在线识别和氢气控制系统量化设计,提出基于集总模型,综合考虑蓄电池析氢速率、系统通风净化风量、蓄电池室泄漏风量等关键参数的蓄电池室氢气浓度特征辨识方法。[方法]根据蓄电池室环境特征,建立舰船蓄电池室氢气浓度特征和蓄电池析氢速率预测数学模型,开发相应的计算程序,分析在给定系统运行策略下,不同蓄电池析氢速率和系统通风净化风量下的蓄电池室氢气浓度变化特征。[结果]蓄电池室氢气浓度变化特征受蓄电池析氢速率、蓄电池室泄漏风量和系统通风净化风量等因素共同影响。当析氢速率较低时(如新蓄电池),泄漏风量会显著影响氢气浓度上升速率;在给定策略下的蓄电池氢气净化系统日均运行频次可以反映蓄电池实际析氢速率特征,指导蓄电池寿命评价。[结论]舰船蓄电池析氢速率与多个参数关联,研究开发的预测模型可对舰船蓄电池室蓄电池析氢速率进行准确预测,并为系统设计和运行策略优化提供指导,相关思路和方法亦可推广应用于与氢气控制相似的其它舱室组分。     

船舶蓄电池容量计算分析

蓄电池充放电板及不间断电源(UPS)是船舶重要电源系统,主要向自动化、通导及安全系统供电,依靠蓄电池组充足的储能设备,达到规定的放电时间,以维持应急操纵运行的需求。通过蓄电池放电特性、容量系数和计算方法的分析,能精准计算出所需蓄电池的容量,这不仅可以保证船舶安全可靠用电,还能提高选型设计的经济性。该文主要分析研究了普通船用蓄电池几种常用场合下容量计算方法,对于校核蓄电池容量的选型具有一定的指导意义,也有利于更安全可靠、经济环保地进行电站的配置,提高船舶的先进性。     

一种新型船舶风光互补发电系统的配置方法

风光等清洁能源已越来越多的应用到船舶中。船舶风光互补辅助发电系统在设计时,往往依传统经验对风力发电机、太阳能板和蓄电池之间进行数量及参数的配置,势必会造成系统配置不合理、运行效率低的问题。为了更精准的在系统各个部件之间进行配置,从节约成本的角度出发,通过建立风力发电机和太阳能板的数学模型,采用改进遗传算法对船舶风光互补辅助发电系统各个部件在数量和参数上进行优化配置,并对配置算法进行仿真验证,极大地提高了系统的运行效率,节约了系统初始成本和维护成本,为船舶风光互补辅助发电系统的设计提供了一种有效的解决方案。     

舰船大容量蓄电池组短路尖端放电故障机理研究

蓄电池作为舰船重要的后备电源和应急供电电源,其运行安全性直接关乎舰船战斗力和舰船安全。本文从偶发的一起由蓄电池模块电压检测线短路导致蓄电池组短路的故障现象分析出发,通过建立蓄电池组短路故障电路模型,对短路故障过程进行了模态分析,阐述了暂态过程能量产生和释放路径,从而在物理机理上解释了蓄电池组短路故障导致气隙击穿并引发尖端放电问题的原因。最后,针对蓄电池组短路故障根源,提出了系统级、结构级、保护级、绝缘级多层次设计方法。     

海岛/海上独立光伏发电系统建模与仿真

基于独立光伏发电系统的基本组成,以某海岛光伏发电储能及海水淡化系统构成的新型集成式离网发电系统为研究目标,采用Matlab/Simulink对系统模块进行数值模拟,完善对集成系统中各个组成部分技术特点与合理匹配的要求。通过实例系统验证,完成10 k W光伏发电系统对光伏阵列、蓄电池容量和负载工况的配置选型,系统功率实现日常稳定输出和蓄电池储能备用,同时验证了实例的可行性和稳定性。