基于机会约束规划的风光储混合系统容量优化配置研究

来源 :沈阳工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:surezheng12345678
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能源问题是当今工业发展和经济建设中亟需解决的根本性问题之一,目前作为主流能源的煤炭和天然气等都属于不可再生资源,正面临着储藏量的减少和需求不断增加的不可调和之矛盾。如何解决这一问题,有两种思路,其一为研究不可再生资源的重复利用方法,其二为大力开发可再生能源,相较而言,后者更具可行性。目前最常见的可再生能源中,风能和太阳能占据主要地位,其研究与运用已经取得了不小的突破。风能行业太阳能的应用目前主要在于与电能的转化,即风力发电与太阳能发电。相对于传统的发电方式而言,这两种方式不仅可以缓解煤炭等不可再生能源的紧缺现状,而且能够有效较低环境污染,具有经济环保双前景,未来必将成为能源研究领域的重点。目前的风能和太阳能利用中尚存很多问题,例如太阳能发电以及风能发电如何增加电能存储率的问题就是当前相关领域的研究热点,本文即以风光储混合系统容量优化配置为核心展开讨论。首先,针对风光储混合系统容量配置问题,通过数学建模的方式,结合风能和光能自身特性,以及现有机械设备的储能情况,用科学的眼光讨论其配置的最优解;并且利用PSCAD软件搭建风光储混合系统模型,通过对风光储混合系统及负荷能量守恒的分析,并利用无量纲的方式得出三个目标函数,分别为系统分数、负荷分数、设备利用率。将以上三个函数作为系统多目标优化指标。其次,针对含有风、光系统运行中存在不确定性,引入机会约束规划,通过该模型约束条件以及决策变量之间的联系情况,对风、光系统运行中影响因素进行探讨。具体方式表现为首先通过约束条件对原目标函数进行转化,使之形成相对更加有效的目标函数,其次在使用NSGA-Ⅱ算法的同时进行正态分布交叉算子分析,并结合实际优化算法,使之更加符合要求,以达到扩大搜索和提升收敛速度的目标,对种群的发展和维稳形成有效的保护。最后,通过前一步骤中改善完毕的NSGA-Ⅱ算法,在机会约束规划的前提下建立多目标优化模型,在MATLAB仿真工具中进行仿真试验,得到风光储混合系统具体的容量配置,根据该容量配置调整PSCAD模型参数获得风、光出力曲线,并与给定负荷进行对比,进而验证所提出方法能够很大程度的改善风、光的不确定性对系统输出功率影响。
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