光伏储能发电系统出力可控及储能容量研究

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1、全日制硕士专业学位论文光伏储能发电系统出力可控及储能容量研究申请人姓名：栗维冰指导教师：段俊东学位类别：工学硕士专业名称：电气工程研究方向：电力系统自动化河南理工大学电气工程与自动化学院二○一五年六月河南理工大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文：光伏储能发电系统出力可控及储能容量研究，是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。论文中除了特别加以标注和致谢的地方外，不包含任何其他个人或集体已经公开发表或撰写过的研究成果。其他同志对本研究的启发和所做的贡献均已在论文中作了明确

2、的声明并表示了谢意。本人愿意承担因本学位论文引发的一切相关责任。学位论文作者签名:年月日河南理工大学学位论文使用授权声明本学位论文作者及导师完全了解河南理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留和向有关部门、机构或单位送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，允许将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，允许采用任何方式公布论文内容，并可以采用影印、缩印、扫描或其他手段保存、汇编、出版本学位论文。保密的学位论文在解密后适用本授权。学位论文作者签名：导师签名：年月日

3、年月日中图分类号：TM615密级：公开UDC：621.3单位代码：10460光伏储能发电系统出力可控及储能容量研究Theresearchoncontrollabilityofoutputandcapacityofenergystorageinphotovoltaicpowersystem申请人姓名栗维冰学位类别工学硕士专业名称电气工程研究方向电力系统自动化导师段俊东职称副教授提交日期2015.06.02答辩日期2015.06.07河南理工大学致谢本论文是在段俊东导师的精心指导下完成的。在论文工作即

4、将结束之际，我要向我的导师表达最崇高的敬意和由衷的感谢！感谢他三年来在学术上给予的悉心指导，在工作中给予的谆谆教诲和生活中无微不至的关怀。导师渊博的学识、一丝不苟的治学态度、严谨求实的科研作风和学无止境的学习精神都是我一生的学习动力。他不仅在专业上对我授业解惑，还教会了我很多做人做事的道理。在论文撰写过程中，还得到实验室同学王梦荷、谷斐、李鹏霄、薛静杰和师兄师姐及师弟师妹们的热情帮助和支持，在此向他们表示诚挚的谢意。同时，还要深深感谢我的父母和其他亲人，是他们在背后默默地支持和鼓励，让我在漫漫求学

5、生涯中一路走来，专心完成学业。论文中引用了许多书刊和文献成果，在此向作者表示谢意。同样感谢河南理工大学的所有老师，是他们将我从一名懵懂的大学新生培养成一名即将奔向工作岗位的有志青年。最后，我还要感谢所有审阅本论文的各位专家评委，在百忙之中对我的论文提出宝贵意见和建议。摘要近年来，随着经济的持续发展环境污染问题日益严重，传统的化石燃料已经不能满足环境的需要。为了减少传统发电模式对环保的压力，需要大力发展以太阳能为代表的可再生能源。但光伏发电为不可控电源，为了减少其不确定性对电力系统经济运行造成的影响

6、，本文针对光伏发电系统出力可控的问题展开了研究。首先详细分析了光伏发电的特点，光伏发电出力具有不确定性，对电力系统的电能质量造成了一定的影响。储能装置可在一定程度上减少电能波动，提高供电质量，进而对适用于光伏中的储能技术进行分析。其次通过光伏储能发电系统的工作原理分析了为实现系统出力可控需确定系统的预期出力。独立模式下由于负载需要被提供稳定的电能，所以预期出力为固定常数；并网模式下为提高光伏储能系统的经济性、并实现电网的削峰填谷，系统预期出力可由经济运行模型得到。所以针对光伏储能发电系统，以一天系

7、统运行成本和蓄电池成本组成的综合成本最低为目标，建立系统出力可控的经济运行模型。由于系统的经济运行与蓄电池的容量有关，在独立系统模式下考察储能容量传统计算方法的优缺点后，建立了一种更为完善的最小储能容量选择机制，保证了蓄电池能够持续不间断的工作。而在并网模式下通过粒子群优化算法计算出不同容量下光伏发电系统的综合成本，确定了蓄电池的最佳容量。最后当蓄电池容量确定后，根据光伏发电预测值计算综合成本最低时对应的光伏系统功率分布，即各个时刻系统出力预期值，通过控制蓄电池充放电实现系统稳定输出和经济运行。仿

8、真计算和分析表明：在独立光伏储能发电系统中，经过改善的蓄电池最小容量选择机制计算出的储能容量满足了能量转换需求，增加了系统出力的可靠性；而在光伏并网发电系统中增加储能装置可在一定程度上控制系统出力，并且合理选择蓄电池的容量不仅可以提高光伏发电系统运行的经济性，对电网还有一定的削峰填谷效应。关键词：光伏系统，储能技术，出力可控，经济运行，容量选择IAbstractInrecentyears,withtheeconomydevelopscontinuouslyandtheenviron