基于优化算法的复合发电系统控制策略研究

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1、基于优化算法的复合发电系统控制策略研究摘要：本文以风光柴蒂复合发电系统为研究对象，从功率平衡的角度岀发，归纳总结出复合系统的四种工作模式，分析得出在不同的天气情况、负荷情况及蓄电池工况时，多能量源Z间的功率分配及运行模式切换律；采用--种新的智能优化算法——和声搜索(HarmonySearch,HS)算法，进行控制策略的仿真。仿真结果验证了该策略能有效地保证系统运行的稳定性，同时也为多能量源复合系统的分析提供了一种新的思路。关键词：新能源发电；复合发电系统；功率平衡；协调控制；和声搜索算法中图分类号：TP

2、203CapacityofnewenergypowercontrolstrategyofcompositepowergenerationsystembasedontheoptimizationZHULi,YUANXiaofang(CollegeofElectricalandInformationEngineering,Hunanuniversity,Changsha410082)Abstract:Inthispaper,Wind-Solar-Didsel-Batteryhybridpowergenerat

3、ionistakenastheresearchobject.Baseonthepowerbalancingtheory,vvecaninferfouroperationmodesforthisstrategysystem,whichtakesdifferentweatherconditions,loadconditionsandbatteryconditionsintoaccount.UsinganewkindofintelligentoptimizationHarmonySearch(HarmonySe

4、arch,HS)algorithmstosimulationcontrolstrategy.Theresultshowthanthestrategycanguaranteethestabilityofhybridsystemandprovidesanewmethodfortheanalysisofthecomplexsystemofmulti-cncrgysourceatthesametime.Keywords:newenergypowergeneration;compositepowergenerati

5、onsystems;powerbalance;coordinationandcontrol;HarmonySearchalgorithm.0引言能源、环境保护、对持续发展等是当今壯界的主题。在此背景下新能源的开发利用ri益重要。对于新能源独立供电系统，可再生能源资源、发电、储能和负载z间育复杂的匹配关系。太阳能和风能在时间上冇很强的互补性，冬春两季风力大，夏秋两季太阳光辎射强；白天太阳能充足，晩上风能充足⑴。因此，独立的风能发电系统或者光伏发电系统均无法实现资源利用的最大化。由上所述，采用风光互补发电系统

6、可以很好地克服风能及太阳能提供能量的随机性、间歇性的缺点，实现不间断供电。h前已有不少研究针对风光互补发电系统的协调控制，提出了包括负载功率跟踪控制、蓄电池充放电控制和系统保护运行等控制策略，协调控制框架下离网型风力发电系统的蓄电池变电流快速充电控制，并经过试验证明是一种有效的能量管理方法⑵，此外还有针对风光复合发电系统的最人功率跟踪控制以及能星控制策略下的仿真软件实现⑶，以及提出了扰动观测法、增量导纳法等多种控制策略［4］。这些控制策略都取得了良好的控制性能，但为了更为直观地监测复合发电系统的运行状况，

7、本文从宏观的角度，重点研究功率平衡与各子系统的开关动作之间的关系。1系统结构复合发电系统主要rh风力发电机纽•、光伏电池组、蓄电池组、柴油机、控制器、交流直流负载和变换器等部分组成，如下图所示。Fig.lConfigurationofhybridpowersystem控制器部分主要是根据风力大小、口照强度以及负载的变化，进而协调风力发电机组和光伏阵列组的最人功率跟踪，以及实现对蓄电池充放电的控制并具有过充过放的保护功能。逆变器的作用是将风光互补发电系统所发出的直流电转换成为交流电；莆电池作为应急能源，主要

8、作用是能最的调节和平衡负载，当风光互补系统的发电量大于负载需求时，蓄电池可将电能转化成为化学能进行储存，当供电不足时，蓄电池则释放电能以满足负载的需要，从而保证供电的连续性和稳定性；柴汕发电机作为后备能源，当风力发电和光伏发电供电不足，-II•蓄电池工况不满足放电条件时，启动柴汕机组向微网输送电能，以保证整个微网系统连续稳定的工作。2复合发电系统的数学模型2.1风力发电机模型风力发电机组输岀功率的确定是以生产商提供的风速功率特