專(zhuān)利名稱：基于改進(jìn)粒子群的海島風(fēng)柴蓄發(fā)電功率優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及在不與大電網(wǎng)連接的孤立海島，利用風(fēng)力發(fā)電和柴油機(jī)聯(lián)合為該地區(qū)供電的機(jī)組選擇方法，特別是利用改進(jìn)的粒群優(yōu)化方法為風(fēng)力機(jī)組、柴油機(jī)組臺(tái)數(shù)和蓄電池容量選擇的優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，屬于能源動(dòng)力工程和電氣工程領(lǐng)域的問(wèn)題。
背景技術(shù)：
至2006年，世界上約有1/3的人居住在沒(méi)有電網(wǎng)到達(dá)的地區(qū)，其中有相當(dāng)部分是居住在海島地區(qū)，這些地區(qū)中大部分采用柴油機(jī)發(fā)電。隨著石油的短缺和油價(jià)的上漲，海島上供電成本飛速上漲與可靠性降低的不利因素并存，這嚴(yán)重制約了這些地區(qū)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和影響了當(dāng)?shù)鼐用窕蝰v軍的日常生活。而目前，以風(fēng)力發(fā)電為代表的一批可再生能源發(fā)電技術(shù)得到迅猛發(fā)展，其發(fā)電成本已得到大幅下降。尤其在遠(yuǎn)離電網(wǎng)、具有風(fēng)能資源的邊遠(yuǎn)地區(qū)，風(fēng)電已具有與傳統(tǒng)常規(guī)電源發(fā)電競(jìng)爭(zhēng)的潛力。但風(fēng)能有很強(qiáng)的間歇性缺點(diǎn)，為了保證可靠供電，風(fēng)電機(jī)組往往需要和柴油機(jī)組聯(lián)合運(yùn)行。為了增加海島地區(qū)供電的可靠性、降低供電成本、減少環(huán)境污染以及利用海水淡化解決海島的吃水難問(wèn)題，近年，對(duì)在海島利用風(fēng)力或和其它可再生能源和柴油機(jī)聯(lián)合對(duì)海島或偏遠(yuǎn)遠(yuǎn)離電網(wǎng)地區(qū)供電成為一個(gè)研究和應(yīng)用白勺^^ ； ^^ ο在海島風(fēng)柴蓄復(fù)合發(fā)電的功率配備選擇中目前常應(yīng)用氣象(風(fēng)速、風(fēng)向)的平均資料以及負(fù)荷的年平均值，按照經(jīng)驗(yàn)預(yù)估的方法設(shè)計(jì)風(fēng)力機(jī)、柴油機(jī)功率以及蓄電池的容量，設(shè)計(jì)的結(jié)果不一定是優(yōu)化的結(jié)果，造成投資浪費(fèi)，另外能量調(diào)度不合理，造成單位度電成本高，有的甚至超過(guò)單純柴油發(fā)電，以至于海島電源設(shè)計(jì)中在電源種類(lèi)選擇上猶豫，有的干脆選擇常規(guī)的柴油機(jī)發(fā)電，造成成本高、供電可靠性差、污染環(huán)境。根據(jù)申請(qǐng)者了解，目前沒(méi)有關(guān)于對(duì)海島的風(fēng)柴蓄復(fù)合發(fā)電過(guò)程功率優(yōu)化設(shè)計(jì)方面的專(zhuān)利。

發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題海島中吃水難、用電難一直是制約海島經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要因素，以至于被荒蕪的島嶼越來(lái)越多。在海島中利用風(fēng)-光等可再生資源發(fā)電，柴油機(jī)發(fā)電作為補(bǔ)充被認(rèn)為是海島解決供電吃水的重要途徑之一，而其中風(fēng)柴蓄發(fā)電是海島目前常選的發(fā)電方式。 在海島風(fēng)-柴-蓄復(fù)合發(fā)電的功率配備選擇中目前常應(yīng)用氣象(風(fēng)速、風(fēng)向)的平均資料以及負(fù)荷的年平均值，按照經(jīng)驗(yàn)預(yù)估的方法設(shè)計(jì)風(fēng)力機(jī)、柴油機(jī)臺(tái)數(shù)以及蓄電池的容量，造成投資浪費(fèi)，另外能量調(diào)度不合理，造成單位度電成本高，有的甚至超過(guò)單純柴油發(fā)電，以至于海島電源設(shè)計(jì)中在電源種類(lèi)選擇上猶豫，有的還是選擇常規(guī)的柴油機(jī)發(fā)電，造成成本高、 供電可靠性差、污染環(huán)境。技術(shù)方案本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用如下技術(shù)方案本發(fā)明基于改進(jìn)粒子群的海島風(fēng)柴蓄發(fā)電功率優(yōu)化方法包括如下步驟
1)采集孤島風(fēng)資源數(shù)據(jù)，以小時(shí)的平均風(fēng)速為單位；2)同時(shí)采集對(duì)應(yīng)風(fēng)速的負(fù)荷數(shù)據(jù)，以小時(shí)的平均負(fù)荷為單位；3)確定海島風(fēng)柴蓄負(fù)荷發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電部分由若干臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)和若干臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組成，風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過(guò)交-直-交的方式與柴油發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電向負(fù)荷或者蓄電池供電；4)對(duì)風(fēng)力機(jī)的風(fēng)速-功率曲線線性化
權(quán)利要求
1. 一種基于改進(jìn)粒子群的海島風(fēng)柴蓄發(fā)電功率優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于包括如下步驟1)采集孤島風(fēng)資源數(shù)據(jù)，以小時(shí)的平均風(fēng)速為單位；2)同時(shí)采集對(duì)應(yīng)風(fēng)速的負(fù)荷數(shù)據(jù)，以小時(shí)的平均負(fù)荷為單位；3)確定海島風(fēng)-柴-蓄負(fù)荷發(fā)電系統(tǒng)發(fā)電部分由若干臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)和若干臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)組成，風(fēng)力發(fā)電機(jī)通過(guò)交-直-交的方式與柴油發(fā)電機(jī)發(fā)出的交流電向負(fù)荷或者蓄電池供電；4)對(duì)風(fēng)力機(jī)的風(fēng)速-功率曲線線性化
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)粒子群的海島風(fēng)柴蓄發(fā)電功率優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于優(yōu)先利用風(fēng)力發(fā)電發(fā)出的電力，如果風(fēng)力發(fā)電不能滿足負(fù)荷的要求，選擇利用蓄電池的蓄能為負(fù)荷供電，如果仍然不能滿足負(fù)荷的要求，最后啟動(dòng)柴油機(jī)組為負(fù)荷供電，風(fēng)力發(fā)電發(fā)出的電力多于負(fù)荷的用電量，向蓄電池充電，最后向海水淡化供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)粒子群的海島風(fēng)柴蓄發(fā)電功率優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于風(fēng)力發(fā)出的電力大于負(fù)荷，在蓄電池容量達(dá)到上限情況下，多余電力供海水淡化應(yīng)用。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)粒子群的海島風(fēng)柴蓄發(fā)電功率優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，其特征在于所述方法適用于不與大電網(wǎng)相連的孤島或者孤網(wǎng)。
全文摘要
本發(fā)明公布了一種基于改進(jìn)粒子群的海島風(fēng)柴蓄發(fā)電功率優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，所述方法包括采集孤島風(fēng)資源數(shù)據(jù)，以小時(shí)的平均風(fēng)速為單位；同時(shí)采集對(duì)應(yīng)風(fēng)速的負(fù)荷數(shù)據(jù)，以小時(shí)的平均負(fù)荷為單位；確定海島風(fēng)-柴-蓄負(fù)荷發(fā)電系統(tǒng)；對(duì)風(fēng)力機(jī)的風(fēng)速-功率曲線線性化；改進(jìn)粒子群優(yōu)化PSO算法；采用單位度電度電成本計(jì)算模型；采用失電率LLP為系統(tǒng)停電時(shí)間與評(píng)估期時(shí)間的比率；結(jié)果輸出，得到度電成本最低時(shí)風(fēng)力發(fā)電機(jī)、柴油機(jī)的臺(tái)數(shù)和蓄電池的容量，以及單位度電成本預(yù)測(cè)。本發(fā)明把改進(jìn)粒子群算法應(yīng)用到對(duì)孤島采用風(fēng)柴蓄聯(lián)合供電，按照能量的優(yōu)化調(diào)度方法，在滿足用電要求情況下，用電成本最低，優(yōu)點(diǎn)是優(yōu)化方法簡(jiǎn)單、效率高，獲得的優(yōu)化結(jié)果準(zhǔn)確。
文檔編號(hào)H02J3/38GK102182634SQ20111009422
公開(kāi)日2011年9月14日 申請(qǐng)日期2011年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月15日
發(fā)明者任巖, 劉德有, 許昌, 鄭源 申請(qǐng)人:河海大學(xué)