【摘 要】
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随着全球能源危机和环境污染的加剧,开发利用光伏发电受到世界各国的重视。将光伏发电与建筑表面结合形成光伏建筑一体化可充分利用太阳能,降低建筑能耗。然而光伏发电具有波动性和随机性,难以高效利用,降低了光伏建筑一体化的经济性。在光伏建筑一体化内部配置含有储能设备的微电网系统,并对微电网进行优化调度可有效解决上述问题,但储能设备一般又具有价格昂贵,循环寿命短的问题。因此本文引入虚拟储能,并将其融合到光伏建
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随着全球能源危机和环境污染的加剧,开发利用光伏发电受到世界各国的重视。将光伏发电与建筑表面结合形成光伏建筑一体化可充分利用太阳能,降低建筑能耗。然而光伏发电具有波动性和随机性,难以高效利用,降低了光伏建筑一体化的经济性。在光伏建筑一体化内部配置含有储能设备的微电网系统,并对微电网进行优化调度可有效解决上述问题,但储能设备一般又具有价格昂贵,循环寿命短的问题。因此本文引入虚拟储能,并将其融合到光伏建筑一体化微电网的优化调度中,以提升光伏建筑一体化微电网运行的经济性。同时考虑到日前预测信息误差带来的系统的联络线功率波动问题,在日内利用模型预测控制对系统进行实时调度以平抑联络线功率波动。主要工作如下:(1)建立光伏建筑一体微电网中各单元的模型和虚拟储能模型。首先介绍了光伏建筑一体化微电网系统的基本结构。其次利用半导体的光电效应建立光伏发电模型,并分析了光照强度和温度对其输出功率的影响;以锂电池为储能单元,并根据锂电池的充放电特性建立其充放电模型;建立了空调和热水器的制冷/制热量和消耗电能的函数关系。最后利用建筑空调系统和储水型热水器的蓄冷蓄热特性分别建立其虚拟储能模型。(2)提出了一种融合虚拟储能的光伏建筑一体化微电网的日前优化调度策略。通过确定系统运行中的决策变量、约束条件和目标函数,建立系统基于线性规划的日前优化调度模型。根据日前预测信息,调控系统中锂电池和可控负荷的虚拟储能功率,实现系统日运行成本最小,并利用虚拟储能实现类似锂电池的效用。仿真结果验证了所提策略的有效性。(3)提出了一种基于模型预测控制的光伏建筑一体化微电网实时优化调度策略。针对日前预测信息误差导致的联络线功率波动问题,利用模型预测控制方法在日内对系统进行实时调度。根据日前优化调度结果,以联络线功率波动最小为优化目标,建立基于模型预测控制的系统实时优化调度模型。利用实时更新的预测信息,对系统的虚拟储能和锂电池充放电功率进行滚动优化调度,实现联络线功率跟随日前计划值,并尽可能地减少锂电池的充放电功率波动以延长其寿命。仿真结果验证了调度策略的有效性。
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