风能-太阳能互补独立发电系统设计优化与分析

吴平

吴平WUPing曰宋伟SONGWei

（辽宁工程职业学院，铁岭112000）

（LiaoningEngineeringVocationalCollege，Tieling112000，China）

摘要：风能及太阳能，在互补独立的体系内能支持特有的发电系统。要明晰这一系统固有的经济特性及技术特性，需要接纳最优概念，来辨识最佳的预设方案。运算数值表示：这样的优化路径能获取可用的最优解。Pareto特有的体系配置能与设定好的要求契合。风能发电及关涉的太阳能带有补充的关联。互补独立架构下的发电系统优于惯常见到的单一系统。

Abstract:Windenergy-solarenergycansupporttheuniquepowergenerationsysteminthecomplementaryindependentsystem.Tocleartheinherenteconomicandtechnicalfeaturesofthissystem,thebestconceptneedtobeacceptedtoidentifyoptimalpresetprogram.Computationnumericalvalueshowsthatthisoptimalpathcangettheavailableoptimalsolution.ThespecificsystemconfigurationofParetocanbefittedwithsetrequirements.Windpowergenerationandrelatedsolarenergyhavesupplementassociation.Powergenerationsystemundercomplementaryindependentarchitectureissuperiortotheusualsinglesystem.

关键词：风能-太阳能；互补独立发电系统；设计优化

Keywords:windenergy-solarenergy；complementaryindependentpowergenerationsystem；designoptimization

中图分类号院TM614文献标识码院A文章编号院1006-4311（2014）20-0074-02

0引言

风能及太阳能特有的发电，带有互补特性。若要创设出最优的这一发电系统，则应经由比对，从现有的待选方案以内，辨识最优的那个。运算实例明晰：能被接纳的预设方案中，可以查验关涉着性能的、关涉着配件配置的原初信息。在这以后，就能依循查验得来的信息，从待选的偏多方案以内，选取最优的路径。

1概要的系统特性

太阳能及风能特有的互补系统，比对单一架构下的发电系统，有着偏多的优势。为了提升这一系统固有的经济性能、固有的技术性能，有必要对体系以内的发电机、预设的蓄电池，予以更替并优化。互补发电这一新颖系统，可以接纳自主程度这一概念，来描画出它的技术特性。除此以外，系统固有的经济特性，可以接纳总体投资特有的概念，予以描画出来。在描画特性时，需要辨识的数据，涵盖了系统固有的总投资；太阳能电池预设的单位容量，以及这一容量的价格；太阳能特有的电池板，预设的总容量；风力发电机预设的单位容量，以及这一容量的价格；体系架构下的发电容量；蓄电池现有的单位价格；体系架构下的蓄电容量。自主程度，能描画出系统特有的供电能力，也即独立满足预设负载的那种能力。

2设定的优化路径

2.1明晰发电容量互补发电这一系统内，要明晰太阳能特有的电池板、风能发电特有的电机容量。要运算出来的数值，涵盖了电池板的原初容量；运行时段的平均输出；风力发电预设的总容量；运行时段以内，风力电机特有的每日输出；负载必备的均衡电量；太阳能及风能特有的比值。

2.2明晰蓄电容量蓄电池固有的容量，可以依循电池预设的存储能量，以及可用的负载天数，予以辨识并确认。蓄电池固有的电荷容量、蓄电池原初的额定电压、月份时段的每日耗能、均衡态势下的负载天数，都要被运算出来。

2.3可被接纳的多样指标通过更替现有的多样系数，可以经由运算，得到可用的待选配置。系统原初的经济性能，被表征成C这一指标。把每小时的特有时段，看成运算必备的步长。这样之后，就能对现有的待选系统，予以模拟并仿真。依循仿真得来的结果，运算出最佳情形下的性能指标。

3细分出来的优化步骤

3.1选取出最佳系统互补独立架构下的优化设计，要着力优化原初的技术性能，同时提升原初的经济成效。互补发电这样的优化，可被分出细化以后的多个目标。多目标这一范畴的有序规划，常常涵盖偏多的最佳解答，它们被看成特有的非劣解。若发觉了一个可用的解答，则对应范畴以内的目标值，都不同于预设的可行解。与此同时，对应范畴的这些数值，至少可辨识出一个数值，优于设定好的目标值。把辨识出来的这个数值，看成体系以内的非劣解，也即选取出来的最优解。非劣解整合起来的集合，也即Pareto特有的集合。这样归结得来的集合，表征着的曲面，就是可用的最佳曲面。

互补发电这一系统，潜藏着可行解。要求出这一数值，依循Pareto带有的最优解，明晰最佳情形下的预设方案。把可用的第一方案，与其他范畴的可用方案，详细予以比对。若可被接纳的方案以内，没能辨识出如上的方案，也即设定好的一切指标，都优于第一个，则初始的预设方案，就是最佳的。否则，它就不是最佳。对每个可被查验的方案，都依循预设的同样规则，一直查验到预设的最后方案。经由这样的比对，得到最佳方案特有的集合。可以依循拟定出来的真实条件，选取可用的最优路径。

3.2设计依循的步骤依循太阳辐射特有的数据、运算得来的风速，借助描画好的特性曲线（图1），可以辨识单位容量特有的年度输出。年均输出这一数值，涵盖了电池惯常的电能输出、发电机惯常的输出。把运算得来的这些数值，当成容量查验的根据。精准的负载数据、每日均衡态势下的输入电能，都可经由运算，得到年度这一范畴的平均负载，并明晰蓄电池预设的容量。在这以后，更替初始的配置路径，运算出可用的各类方案、方案耗费掉的成本。可被输入的那些数据，涵盖了最佳情形下的自然数据、接续的负载数据，这就创设了仿真的路径。系统方案固有的自治程度，折射出现有方案预设的经济性能。依循多目标这一规划规则，经由循环比对，明晰Pareto应有的最优方案。设计者依循场地固有的条件，选取出适宜的预设方案。

4可被解析的实例

要创设独立架构下的、规模偏小的互补发电体系，就应明晰自然数据、可用的负载数据、电池特有的属性、发电机特有的属性。某一规模偏小的这种系统，额定态势下的容量，被预设成一千瓦。在一年的时段内，它供应出来的电能，可被描画成如图2所示曲线。这一年的时段内，风力发电配件特有的输出功率，小于预设的额定功率；与此同时，描画出来的输出功率，凸显出了偏多的峰值，电池板带有平稳的总倾向。由此可见，这一区段很难预设风力发电；若接纳太阳能去制备电能，会带有更大优势。

发电机固有的容量单价，是每千瓦490欧元；太阳能电池固有的容量单价，是每千瓦5290欧元；蓄电池固有的容量单价，是每千瓦170欧元。预设的单位步长，被看成0.1；步长从原初的零状态，递增至1这一状态；再从1这一状态，递增至6。在图表以内，横坐标表征着系统特有的经济指标，也即耗费掉的总成本；纵坐标表征着系统特有的技术指标，也即预设的自治程度。若原初的步长等同，则把这样的数值，用虚线衔接在一起，当成同一组。相同数值整合起来的系统，用实线衔接在一起，当成同一组。依循从下至上这一次序，共分出六组。Pareto特有的最优方案，用圆点描画出来；在这以后，再用实线衔接在一起。

若蓄电池原初的容量等同，但电池板及关涉的发电机，却带有不同容量，那么伴随原初的容量递增，系统固有的自治程度，首先凸显出递增的态势，随后凸显出递减的态势。在这一流程以内，系统耗费掉的总成本，凸显了递增的态势。最佳范畴的自治程度，就是带有互补特性的发电系统。互补系统特有的耗费成本，带有居中的特性，且能获取期待中的经济成效。

5结束语

互补发电这一新颖系统，可以优化原初的经济特性，以及节能特性。经由优化，体系固有的电机容量，以及固有的蓄电池，就会带有最优态势下的自治程度，以及总体范畴的耗费成本。系统惯常的自治水准，要经由优化路径，予以不断提升。互补独立的新系统，能消除原初的系统弊病，凸显出发电系统特有的优势。

参考文献：

[1]史君海，朱新坚，仲志丹.风能-太阳能互补独立发电系统设计优化与分析[J].可再生能源，2007（08）.

[2]李莎.风光互补独立发电系统多目标优化设计[D].华北电力大学，2012（03）.

[3]熊焰.大管岛多能互补独立发电系统的发电量设计[J].海洋技术，2009（03）.