《風(fēng)光儲(chǔ)微電網(wǎng)復(fù)合儲(chǔ)能控制策略研究》19000字

11風(fēng)光儲(chǔ)微電網(wǎng)復(fù)合儲(chǔ)能控制策略研究TOC\o"1-2"\h\u18020摘要 115803第1章緒論 210931.1研究背景及選題意義 2206541.2微電網(wǎng)尚存的問(wèn)題與難點(diǎn) 3231181.3儲(chǔ)能技術(shù)研究現(xiàn)狀 4174201.4混合儲(chǔ)能系統(tǒng)容量配置的研究 7146911.5本章小結(jié) 811860第2章風(fēng)光儲(chǔ)直流微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與建模 8190882.1風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合微電網(wǎng)結(jié)構(gòu) 8222402.2光伏發(fā)電模型 9226132.3風(fēng)力發(fā)電模型 10175272.4混合儲(chǔ)能系統(tǒng) 12172792.5本章小結(jié) 1432075第3章混合儲(chǔ)能系統(tǒng)容量配置方法 15265403.1混合儲(chǔ)能系統(tǒng)容量配置模型 15276323.2基于人工蜂群算法的混合儲(chǔ)能容量配置方法 17135333.4本章小結(jié) 2014617第4章總結(jié)與展望 21119844.1總結(jié) 21102614.2展望 2118426參考文獻(xiàn)： 1摘要隨著分布式發(fā)電在國(guó)內(nèi)大環(huán)境支持下的穩(wěn)步發(fā)展，微電網(wǎng)的供電質(zhì)量也將因?yàn)榉植际桨l(fā)電輸入功率的不穩(wěn)定而有所降低。并且分布式發(fā)電系統(tǒng)還給微電網(wǎng)提供了較好的能量?jī)?chǔ)存方式，它不僅僅可以對(duì)發(fā)電高峰進(jìn)行削減，對(duì)發(fā)電低峰進(jìn)行填充的效果，而且還可以進(jìn)一步的提高在微電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中的穩(wěn)定性，但是由于在建設(shè)儲(chǔ)能系統(tǒng)過(guò)程當(dāng)中需要較為高昂的成本，在研究相關(guān)系統(tǒng)時(shí)，為了進(jìn)一步分析儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)問(wèn)題，本文首先在經(jīng)濟(jì)性的背景之下，以微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)以及建立的模型作為主要的研究基礎(chǔ)，進(jìn)一步的對(duì)于混合式的儲(chǔ)能系統(tǒng)，在經(jīng)濟(jì)模型以及容量的配置方面進(jìn)行了深入的分析和研究，研究了在當(dāng)前儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)中，光伏和風(fēng)力發(fā)電的混合特性。對(duì)于在儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)中的蓄電池以及超級(jí)電容進(jìn)行了分析和建模。本文在研究混合式儲(chǔ)能系統(tǒng)的過(guò)程當(dāng)中，利用人工蜂群算法來(lái)進(jìn)行最終的參數(shù)優(yōu)化，由于人工蜂群算法在實(shí)際的使用過(guò)程當(dāng)中有著較好的收斂速度，并且在滿足收斂速度的過(guò)程當(dāng)中，可以進(jìn)一步的完成最終的尋優(yōu)，在進(jìn)行參數(shù)控制時(shí)可有著較好的魯棒性，因此能夠?qū)ふ业阶顑?yōu)解。本文利用的人工蜂群算法具備有較好的精度，在進(jìn)行求解的過(guò)程當(dāng)中，能夠?qū)τ诨旌蟽?chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題進(jìn)行分析和研究，并最終建立了以蓄電池和超級(jí)電容作為充放電的一套非常重要的經(jīng)濟(jì)效益模型。算例研究結(jié)果也驗(yàn)證了通過(guò)人工蜂群算法求解得到的方案在設(shè)計(jì)中具有較高的經(jīng)濟(jì)性。關(guān)鍵詞：微電網(wǎng)，分布式發(fā)電，混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，容量配置，人工蜂群算法第1章緒論1.1研究背景及選題意義電能與社會(huì)的發(fā)展、人民的生活息息相關(guān)，是支撐著現(xiàn)代社會(huì)的不可或缺的能源。工業(yè)生產(chǎn)、國(guó)防安全、交通、日常生活等各個(gè)方面都離不開(kāi)電。根據(jù)國(guó)家能源局最新發(fā)布的統(tǒng)計(jì)資料，1-11月，全國(guó)范圍內(nèi)的全社會(huì)累計(jì)用電總量66772億千瓦時(shí)，同比上一季度增長(zhǎng)2.5%，其中，11月份全國(guó)范圍內(nèi)的全社會(huì)累計(jì)用電總量6467億千瓦時(shí)，同比上一季度增長(zhǎng)9.4%。與此同時(shí)，傳統(tǒng)的集中式發(fā)電也向外暴露出一些缺點(diǎn)，例如發(fā)電過(guò)程中消耗的化石燃料帶來(lái)了巨大的碳排放量，制造成本高、運(yùn)營(yíng)難度大等問(wèn)題，難以滿足廣大用戶對(duì)其系統(tǒng)的安全性和運(yùn)營(yíng)可靠性的需求（李澤宇,王晨曦,2022)。因此在使用分布式發(fā)電的過(guò)程當(dāng)中，可以發(fā)現(xiàn)分布式的發(fā)電系統(tǒng)可以綜合的利用當(dāng)前的可再生能源，因此具備有綠色環(huán)保的特點(diǎn)，相對(duì)于化石燃料作為主要的發(fā)電方式來(lái)說(shuō)，可再生能源進(jìn)行發(fā)電具備有較好的可靠性，并且由于分布式發(fā)電資源綜合利用率較高，而且分散獨(dú)立，從這些措施中看出已經(jīng)成為了成為當(dāng)前主流的一種發(fā)電模式，許多國(guó)家開(kāi)始利用分布式的發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行發(fā)電，而一些常見(jiàn)的分布式發(fā)電技術(shù)，主要包含有光伏發(fā)電技術(shù)以及風(fēng)力發(fā)電技術(shù)，在進(jìn)行發(fā)現(xiàn)的過(guò)程當(dāng)中，同傳統(tǒng)的發(fā)電方式相比分布式的發(fā)電具備有較好的優(yōu)點(diǎn)，它能夠?qū)Νh(huán)保起到非常重要的作用，例如在進(jìn)行化石燃料燃燒時(shí)，會(huì)向大氣產(chǎn)生污染物，進(jìn)一步的影響了環(huán)境，而利用分布式的方案系統(tǒng)可以體現(xiàn)出其綠色環(huán)保的特點(diǎn)，因此許多國(guó)家利用的分布式發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了最終的發(fā)電過(guò)程，并且當(dāng)大型的電網(wǎng)如果發(fā)生故障時(shí)，利用分布式的發(fā)電系統(tǒng)，可以自動(dòng)的與大型的電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行斷開(kāi)連接的方式，獨(dú)立地進(jìn)行系統(tǒng)的供電，因此具備有較高的可靠性，其次在進(jìn)行分布式發(fā)電的過(guò)程當(dāng)中由于其設(shè)備的體積和容積都較小，在實(shí)際的安裝過(guò)程當(dāng)中更加的簡(jiǎn)便，而且最終的經(jīng)濟(jì)效益也越高，建設(shè)周期更短(張敏杰,陳怡然,2023)。當(dāng)前利用風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電方式，能夠成為當(dāng)前分布式發(fā)電的一個(gè)非常重要的研究基礎(chǔ)，因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電作為一種利用可再生能源的方式具備有不可間斷的特點(diǎn)，但是由于風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電具備有不穩(wěn)定的這些特性，所以在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中也存在著一些缺陷，為了實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的利用風(fēng)能和太陽(yáng)能產(chǎn)生穩(wěn)定的電能，從這些態(tài)度可以明白可以通過(guò)分布式系統(tǒng)和建設(shè)電力整體系統(tǒng)的方式來(lái)進(jìn)行最終的設(shè)計(jì)和研究，因?yàn)殚g斷的不穩(wěn)定的電流進(jìn)入到電網(wǎng)之后，將會(huì)造成電力系統(tǒng)的沖擊，嚴(yán)重的影響了電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運(yùn)行，為了進(jìn)一步的減少實(shí)際發(fā)電過(guò)程當(dāng)中各種影響因素，相應(yīng)的研究人員提出了靈活智能的研究方式，通過(guò)微電網(wǎng)的方式來(lái)進(jìn)行分布式電源的集合，以微電網(wǎng)的形式來(lái)進(jìn)行最終的電力系統(tǒng)輸送(劉思遠(yuǎn),楊柳青,2021)。建設(shè)微電網(wǎng)的主要目的是為了解決在實(shí)際分布式系統(tǒng)發(fā)電過(guò)程當(dāng)中不穩(wěn)定性的特點(diǎn)，進(jìn)一步的提高當(dāng)前電網(wǎng)的適應(yīng)能力，在保證電力供應(yīng)的過(guò)程當(dāng)中能夠與后續(xù)的風(fēng)能和太陽(yáng)能相結(jié)合，讓風(fēng)能和太陽(yáng)能成為一種穩(wěn)定可再生的一種能源，保證了與正常的傳統(tǒng)能源相競(jìng)爭(zhēng)，因此人們提出了一種風(fēng)光互補(bǔ)式微電網(wǎng)系統(tǒng)(周嘉欣,黃成,2021)。風(fēng)能與太陽(yáng)能在實(shí)際的使用過(guò)程當(dāng)中會(huì)受到時(shí)空的限制，因此在不同的時(shí)間和不同的地點(diǎn)產(chǎn)生的風(fēng)能和太陽(yáng)能是不同的，并且我國(guó)大部分地區(qū)屬于典型的季風(fēng)性氣候，在冬天會(huì)產(chǎn)生大風(fēng)，而此時(shí)對(duì)應(yīng)的太陽(yáng)輻射較小，而到夏天則風(fēng)力較小，此時(shí)太陽(yáng)能的輻射較大，因此可以將兩者之間的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，在這種設(shè)定里通過(guò)互補(bǔ)的方式來(lái)建設(shè)穩(wěn)定的發(fā)電系統(tǒng)，通過(guò)研制風(fēng)光互補(bǔ)式的發(fā)電系統(tǒng)，對(duì)于此設(shè)計(jì)的合理性，本文也會(huì)通過(guò)最終的結(jié)果進(jìn)行論證，結(jié)合文獻(xiàn)中的理論框架與實(shí)證分析，驗(yàn)證本研究方法的有效性和適用性。通過(guò)對(duì)結(jié)果的深入剖析研究不僅能夠展示該設(shè)計(jì)在解決特定問(wèn)題上的優(yōu)越性能，同時(shí)也能體現(xiàn)其在更廣泛背景下的潛在價(jià)值和應(yīng)用前景。此外本文還對(duì)比現(xiàn)有文獻(xiàn)中類(lèi)似研究的設(shè)計(jì)與成果，進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)本設(shè)計(jì)的獨(dú)特貢獻(xiàn)及其對(duì)相關(guān)領(lǐng)域的推進(jìn)作用。在每一個(gè)季節(jié)當(dāng)中都可以充分發(fā)揮兩者之間的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)兩者之間的不足，這樣就能夠構(gòu)建一個(gè)科學(xué)實(shí)用的發(fā)電系統(tǒng)，但是當(dāng)使用風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)，雖然能夠滿足長(zhǎng)期的調(diào)度要求，但是如果在短期的角度來(lái)看，風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)并不能夠滿足實(shí)時(shí)性的需求，因此需要建立風(fēng)光儲(chǔ)能的發(fā)電系統(tǒng)，因?yàn)閮?chǔ)能的方式不僅僅可以保證長(zhǎng)期的供應(yīng)，而且在短時(shí)的供應(yīng)過(guò)程當(dāng)中也能夠起到非常重要的作用，在進(jìn)行光伏發(fā)電的過(guò)程當(dāng)中，以儲(chǔ)能電站作為重要的能源核心，與傳統(tǒng)的火電站不同，光伏發(fā)電系統(tǒng)需要與當(dāng)前的微電網(wǎng)相結(jié)合(龔文彬,許梓涵,2021)，以分布式電源的形式并入最終的微電網(wǎng)中，從而實(shí)現(xiàn)了最終微電網(wǎng)的調(diào)度。隨著我國(guó)的先進(jìn)儲(chǔ)能設(shè)備的研究水平日益提升，儲(chǔ)能設(shè)備的容量與配置等的相關(guān)問(wèn)題已經(jīng)引起了相關(guān)專業(yè)人士的普遍重視。而目前針對(duì)容量控制策略的研究比較多，而在儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量配置這個(gè)方面還是存在許多的問(wèn)題。在這等條件下在大部分時(shí)候我們所使用的儲(chǔ)能系統(tǒng)都是按照實(shí)際應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行配置或者是按照簡(jiǎn)單的儲(chǔ)能元件來(lái)進(jìn)行配置，這些都將直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性。因此，做好混合儲(chǔ)能容量配置問(wèn)題的研究工作對(duì)于保障我國(guó)風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)和微電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)其經(jīng)濟(jì)、可靠、穩(wěn)定等目標(biāo)都具有十分重要的意義。1.2微電網(wǎng)尚存的問(wèn)題與難點(diǎn)隨著當(dāng)前分布式的發(fā)電技術(shù)逐漸的發(fā)展成熟，當(dāng)前大規(guī)模的光伏發(fā)電系統(tǒng)利用的分布式的發(fā)電技術(shù)來(lái)進(jìn)行最終的發(fā)電，而風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)用過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)，利用傳統(tǒng)的直接接入電網(wǎng)的方式，會(huì)有不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，因此可以通過(guò)微電網(wǎng)的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)最終的接入過(guò)程，在微電網(wǎng)發(fā)電的過(guò)程當(dāng)中，光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電占的比例每年都在提高，其次在光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的過(guò)程當(dāng)中，這在一定角度上表達(dá)了對(duì)于最終電力系統(tǒng)的影響也逐漸的開(kāi)始呈現(xiàn)，特別是在穩(wěn)定性和發(fā)電計(jì)劃以及調(diào)度方面的影響，具體的缺點(diǎn)如下所示(唐子豪,徐若雪,2021)。(1)對(duì)電力系統(tǒng)頻率的影響。因?yàn)楣夥l(fā)電系統(tǒng)在實(shí)際的發(fā)電過(guò)程當(dāng)中輸入功率會(huì)受到多種因素影響，例如光照強(qiáng)度環(huán)境的溫度等，其次由于輸出功率會(huì)受到實(shí)時(shí)風(fēng)速以及最終設(shè)備接收的光照強(qiáng)度和溫度的影響，為了進(jìn)一步的分析當(dāng)前風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)輸出功率的實(shí)際影響，效果可以從光伏發(fā)電系統(tǒng)的原理進(jìn)行分析，由于光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電量不夠穩(wěn)定并且難以預(yù)測(cè)，所以很難精準(zhǔn)的對(duì)于電力系統(tǒng)的頻率進(jìn)行預(yù)測(cè)和掌控，而對(duì)于電網(wǎng)的運(yùn)行過(guò)程來(lái)說(shuō)，光伏發(fā)電系統(tǒng)與風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)同傳統(tǒng)的火力發(fā)電系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，具備有更多的缺點(diǎn)，因?yàn)闊o(wú)法對(duì)于最終的系統(tǒng)頻率進(jìn)行預(yù)測(cè)和分析(趙子墨,田婷婷,2021)，特別是在并入電網(wǎng)的過(guò)程當(dāng)中，如果沒(méi)有較好的備用容量或者較好的儲(chǔ)能裝置，將會(huì)遭到不穩(wěn)定的情況，使得最終轉(zhuǎn)化的電能出現(xiàn)質(zhì)量下降的情況。特別是部分用電設(shè)備對(duì)于頻率較為敏感，而風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的系統(tǒng)頻率不穩(wěn)定，系統(tǒng)頻率將會(huì)嚴(yán)重的影響這些用電設(shè)備的工作情況。(2)對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響。從我國(guó)的地理環(huán)境以及季風(fēng)氣候進(jìn)行分析，可以發(fā)現(xiàn)部分地區(qū)對(duì)于電力的需求也不同，我國(guó)東部地區(qū)對(duì)于電量的需求更高，而西部地區(qū)對(duì)于電量的需求更低，并且在電力的分布之上也呈現(xiàn)著不均勻的特點(diǎn)，因?yàn)榇罅康娘L(fēng)力資源和光伏發(fā)電的資源都集中在西部地區(qū)，這在某種程度上映射在實(shí)際的電力資源分配過(guò)程當(dāng)中也存在著不均衡的缺點(diǎn)。根據(jù)有關(guān)的研究可以發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行風(fēng)力的傳輸和應(yīng)用的過(guò)程中(孫海濤,羅秋怡,2021)，可以發(fā)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電，兩者都需要對(duì)于最終的輸出功率進(jìn)行分析和研究，而風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電的輸出功率不夠穩(wěn)定，這樣會(huì)降低最終電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，導(dǎo)致電力系統(tǒng)可能出現(xiàn)閃變或者電壓波動(dòng)的情況，造成了電網(wǎng)的不穩(wěn)定以及設(shè)備壽命的損耗影響，并且大量的風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)接入到電網(wǎng)當(dāng)中，將會(huì)使得整個(gè)電網(wǎng)在潮流的分布之上更加的復(fù)雜，而這些復(fù)雜的情況在設(shè)計(jì)的過(guò)程當(dāng)中往往沒(méi)有充分的考慮，最終會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行(鄧澤洋,吳彤彤,2021)。(3)對(duì)電力系統(tǒng)發(fā)電計(jì)劃和調(diào)度的影響。相對(duì)于傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，光伏發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)不能夠?qū)Πl(fā)電機(jī)組的處理和復(fù)核情況進(jìn)行分析和預(yù)測(cè)，所以很難制定出合理的發(fā)電計(jì)劃和調(diào)度的方案，因?yàn)轱L(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)在輸出功率方面存在著波動(dòng)性導(dǎo)致了很難對(duì)出力進(jìn)行預(yù)測(cè)，這在某些方面表現(xiàn)出了并且由于輸出功率的不穩(wěn)定性將會(huì)導(dǎo)致在實(shí)際風(fēng)力發(fā)電的過(guò)程當(dāng)中，不論是電源還是負(fù)荷都會(huì)對(duì)最終的電力系統(tǒng)調(diào)度產(chǎn)生許多的影響(何志宇,鄭雅琳,2021)，但是由于風(fēng)力和光伏發(fā)電都能夠通過(guò)調(diào)度部門(mén)來(lái)進(jìn)行最終的調(diào)度，雖然在實(shí)際的調(diào)度過(guò)程當(dāng)中能夠滿足并入電網(wǎng)的需求，但是由于人為的調(diào)度導(dǎo)致最終實(shí)際調(diào)度過(guò)程當(dāng)中難度增加，并且會(huì)受到許多不可控因素的影響，本研究通過(guò)嚴(yán)密的設(shè)計(jì)、實(shí)施和驗(yàn)證過(guò)程成功地將理論與實(shí)踐相結(jié)合為所探討的問(wèn)題提供了堅(jiān)實(shí)的答案，并為進(jìn)一步的研究奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)本研究也認(rèn)識(shí)到可能存在的局限性，期望未來(lái)的研究能夠在這一基礎(chǔ)上繼續(xù)探索，拓展知識(shí)邊界，解決更多未知問(wèn)題。導(dǎo)致了最終光伏發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)在發(fā)電量上的波動(dòng)情況下，不能夠根據(jù)當(dāng)前用戶需要的電量來(lái)進(jìn)行實(shí)時(shí)的反饋，并且如果此時(shí)用電設(shè)備將有限大規(guī)模的功率波動(dòng)將會(huì)使得最終電力系統(tǒng)出現(xiàn)崩潰的情況，無(wú)法承受較大的波動(dòng)，在這種情況下可以發(fā)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)大量的棄風(fēng)棄光現(xiàn)象，這樣就無(wú)法對(duì)于風(fēng)力資源和光伏資源充分地進(jìn)行利用。1.3儲(chǔ)能技術(shù)研究現(xiàn)狀隨著當(dāng)前儲(chǔ)能技術(shù)的逐漸發(fā)展，可以發(fā)現(xiàn)由于儲(chǔ)能技術(shù)在實(shí)際的能量?jī)?chǔ)存過(guò)程當(dāng)中有著非常重要的意義，并且當(dāng)前的技術(shù)導(dǎo)致了最終的儲(chǔ)存容量也逐漸的進(jìn)行擴(kuò)大，并且在容量擴(kuò)大的過(guò)程當(dāng)中成本也在降低，因此逐漸的被當(dāng)前的電力系統(tǒng)得以廣泛的利用，在儲(chǔ)能系統(tǒng)的分類(lèi)過(guò)程中，可以發(fā)現(xiàn)不同的儲(chǔ)存系統(tǒng)，在運(yùn)營(yíng)的過(guò)程當(dāng)中主要有三種分類(lèi)，首先是機(jī)械儲(chǔ)能，其次是電化學(xué)儲(chǔ)能以及最終的電磁儲(chǔ)能過(guò)程，在進(jìn)行儲(chǔ)能的過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)，機(jī)械儲(chǔ)能通常包含有壓縮空氣儲(chǔ)能儲(chǔ)水儲(chǔ)能，而電化學(xué)儲(chǔ)能，則包含有經(jīng)典的電池儲(chǔ)能以及液流電池，儲(chǔ)能電池則是通過(guò)當(dāng)前的超導(dǎo)材料實(shí)現(xiàn)最終的超級(jí)電容儲(chǔ)存，而這些儲(chǔ)能的應(yīng)用，提高了當(dāng)前光伏發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展(孟思成,郭雪婷,2021)。(1)機(jī)械儲(chǔ)能抽水儲(chǔ)能的方式被廣泛的應(yīng)用在當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，其中抽水儲(chǔ)能的主要原理是根據(jù)水力發(fā)電的方式來(lái)進(jìn)行，最終的儲(chǔ)能過(guò)程，在實(shí)際的利用時(shí)包含了上池和下池以及機(jī)組。同傳統(tǒng)的水輪機(jī)一樣完成最終的發(fā)電過(guò)程，這在一定范圍內(nèi)證明了通過(guò)水泵的方式將下池水抽取到上池當(dāng)中，如果此時(shí)電力系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)處于低負(fù)荷運(yùn)行的狀態(tài)，那么此時(shí)可以通過(guò)用水泵運(yùn)行的方式來(lái)進(jìn)行最終的蓄水過(guò)程，而當(dāng)前的電力系統(tǒng)處于較高負(fù)荷狀態(tài)時(shí)，機(jī)組就可以通過(guò)發(fā)電的方式將水能轉(zhuǎn)化為電能，這樣就可以實(shí)現(xiàn)最終的削峰填谷的功能(龔宇航,邵雨彤,2019)，并且兩個(gè)水池之間還存在著較大的標(biāo)準(zhǔn)高度差，一般是在70米到600米之間，抽水蓄能的方式工作效率約為70%-80%之間，從上述分析中可以得出，它不僅論證了前文的理論分析，還進(jìn)一步深化了對(duì)關(guān)鍵概念的理解。在理論上這一探討為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供了堅(jiān)實(shí)的依據(jù)，并強(qiáng)調(diào)了這些概念在實(shí)際應(yīng)用中的重要性與復(fù)雜性。此外通過(guò)詳細(xì)審視這些核心要素，本研究還揭示了它們之間微妙的相互關(guān)系及其對(duì)整體框架的影響，這有助于構(gòu)建更加完整和準(zhǔn)確的理論模型。同時(shí)此部分的論述也為未來(lái)的研究指明了方向，提出了可能的探索路徑，以期進(jìn)一步完善現(xiàn)有理論體系并拓展其應(yīng)用范圍。但是由于抽水蓄能的方式，在實(shí)際的建設(shè)過(guò)程當(dāng)中，對(duì)于地形以及環(huán)境有著非常重要的要求，在實(shí)際的建設(shè)過(guò)程當(dāng)中，建設(shè)的周期也較長(zhǎng)，因此在實(shí)際的風(fēng)力和光伏發(fā)電系統(tǒng)過(guò)程當(dāng)中，很少利用抽水儲(chǔ)能的方式來(lái)進(jìn)行最終的能量?jī)?chǔ)存過(guò)程。壓縮空氣儲(chǔ)能在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，主要的工作方式是，如果此時(shí)電網(wǎng)的負(fù)荷處于較低的狀態(tài)，那么可以通過(guò)電能來(lái)進(jìn)行最終的空氣壓縮，而如果此時(shí)電網(wǎng)的工作負(fù)荷處于較高的狀態(tài)時(shí)，此時(shí)可以釋放空氣壓縮的能量，壓縮空氣儲(chǔ)能的工作效率大約在30%-40%之間，但是由于利用壓縮空氣儲(chǔ)能的方式制作成本較高，所以在當(dāng)前的各個(gè)領(lǐng)域當(dāng)中都沒(méi)有得到廣泛的應(yīng)用(朱家瑤,李子墨,2019)。飛輪儲(chǔ)能的方式在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中可以將能量作為一種形態(tài)來(lái)儲(chǔ)存到飛輪當(dāng)中，并且根據(jù)相關(guān)的能量守恒定理，如果飛輪釋放了較多的能量，那么此時(shí)飛輪的轉(zhuǎn)速將會(huì)降低，通過(guò)飛輪的方式就可以完成最終的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程，飛輪的儲(chǔ)能電動(dòng)機(jī)可以在較短的時(shí)間之內(nèi)來(lái)產(chǎn)生較多的電能，因此具備有較高的功率，在儲(chǔ)能的工作效率方面較高，基本在90%-95%之間(林雨辰,何嘉文,2019)，其次在工作的過(guò)程當(dāng)中，這在某種程度上闡明了飛輪與軸承之間還具備有摩擦。如果出現(xiàn)了摩擦力，將會(huì)導(dǎo)致了最終能量出現(xiàn)損耗的情況，因此需要較好的冷卻供應(yīng)才能夠進(jìn)行飛輪儲(chǔ)能的制作，為了進(jìn)一步的改進(jìn)飛輪儲(chǔ)能的缺陷，可以利用超導(dǎo)體磁力的方式來(lái)進(jìn)行最終的電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程，并且這種儲(chǔ)能裝置在輸出響應(yīng)的過(guò)程當(dāng)中速度較快，并且基本可以達(dá)到分鐘級(jí)，因此可以用于當(dāng)前電力系統(tǒng)的調(diào)峰調(diào)頻的功能(吳澤宇,趙文,2019)。(2)電化學(xué)儲(chǔ)能在常見(jiàn)的電池儲(chǔ)能過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)，主要的儲(chǔ)能電池有鉛酸電池，鋰電池，鈉電池和液流電池等。鉛酸電池在實(shí)際的利用過(guò)程當(dāng)中可以發(fā)現(xiàn)具備有較好的特點(diǎn)，它在進(jìn)行儲(chǔ)存的過(guò)程當(dāng)中費(fèi)用較少，并且效率較高，被廣泛的應(yīng)用在當(dāng)前的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程當(dāng)中，其次由于其儲(chǔ)存的費(fèi)用較少，并且經(jīng)濟(jì)效益較高，可以用于當(dāng)前的商業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域中，但是在利用鉛酸電池的過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)，鉛酸電池在可循環(huán)的利用上壽命較短，并且能量密度較低，在實(shí)際充電的過(guò)程當(dāng)中較為緩慢，并且如果在處理的過(guò)程當(dāng)中沒(méi)有按照正確的處理方式，將會(huì)污染最終的環(huán)境，因此當(dāng)前對(duì)于鉛酸電池的研究主要集中于循環(huán)和壽命短這幾個(gè)缺陷方面，部分研究人員通過(guò)加入其他元素到鉛酸電池當(dāng)中，提高電池的壽命，進(jìn)一步的保證鉛酸電池的工作性能(曹宇和,張媛媛,2019)。鋰電池主要應(yīng)用在電子設(shè)備和相關(guān)的元器件過(guò)程中，可以發(fā)現(xiàn)鋰電池具備有較低的能耗和高能量密度的情況，因此在實(shí)際的運(yùn)用過(guò)程當(dāng)中具備有較高的效率，并且鋰電池在使用時(shí)壽命較長(zhǎng)，對(duì)于環(huán)境也較為友好，所以鋰電池成為當(dāng)前國(guó)家化學(xué)能源電池發(fā)展的一個(gè)非常重要的研究目標(biāo)，隨著國(guó)家政策的逐漸扶持，許多電網(wǎng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)中廣泛的應(yīng)用的鋰電池來(lái)進(jìn)行最終的電能儲(chǔ)存，基于現(xiàn)有的理論框架對(duì)部分理論成果進(jìn)行了論證，結(jié)果顯示這些理論不僅在概念上有較強(qiáng)的解釋力在實(shí)際應(yīng)用中也展現(xiàn)出顯著的指導(dǎo)價(jià)值。研究發(fā)現(xiàn)這些理論能夠有效地預(yù)測(cè)和解釋現(xiàn)實(shí)世界中的現(xiàn)象，并為解決具體問(wèn)題提供了系統(tǒng)的方法論支持。此外通過(guò)案例分析和實(shí)證檢驗(yàn)，進(jìn)一步證實(shí)了這些理論框架在不同環(huán)境下的適用性和靈活性。但是由于鋰電池在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中對(duì)于性能無(wú)法得到保證，在低溫的使用過(guò)程當(dāng)中沒(méi)有較好的效率(劉欣怡,唐宇翔,2019)，并且在過(guò)充和過(guò)放的過(guò)程當(dāng)中效率較低，為了更好的實(shí)現(xiàn)鋰電池的研究，從這些措施中看出保證鋰電池符合當(dāng)前的標(biāo)準(zhǔn)和要求，可以從鋰電池的缺點(diǎn)來(lái)進(jìn)一步的進(jìn)行深入的改進(jìn)，并且由于我國(guó)鋰的儲(chǔ)存含量有限，并且分布不夠均勻，導(dǎo)致了在使用鋰電池的過(guò)程當(dāng)中，性價(jià)比不高，其次在使用鋰電池時(shí)會(huì)產(chǎn)生一系列的安全問(wèn)題，這樣就會(huì)制約我們使用鋰電池，最終儲(chǔ)能行業(yè)無(wú)法滿足當(dāng)前的各種要求。但是鈉和鋰兩者之間具備有相似的物理和化學(xué)特征，并且具備有較好的儲(chǔ)量約占整個(gè)的2.64%，并且鈉在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中容易提取，因此鈉離子電池相對(duì)于鋰離子電池來(lái)說(shuō)，具備有更多的優(yōu)點(diǎn)，有更好的經(jīng)濟(jì)性和安全性能，在實(shí)際的電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，能夠大規(guī)模的進(jìn)行最終的儲(chǔ)能配置，具備有較高的潛力(梁昊宇,馬琳琳,2019)。液流電池在實(shí)際的是一種新型的蓄電池，并且液流電池是將正極和負(fù)極兩者的電極液進(jìn)行分開(kāi)所形成的一種高性能的蓄電池，因此液流電池在使用時(shí)具備有高容量的特點(diǎn)，其次在循環(huán)和壽命方面也有著較多的優(yōu)勢(shì)，液流電池在利用的過(guò)程當(dāng)中是一種較為新穎的新能源產(chǎn)品，同傳統(tǒng)的電池相比，從這些態(tài)度可以明白它具備有相對(duì)獨(dú)立的功率和容量，并且能夠?qū)崟r(shí)地確定需求進(jìn)行調(diào)整，在關(guān)鍵技術(shù)和關(guān)鍵材料的制作過(guò)程當(dāng)中成本較高(王濤浩,孫晨曦,2019)，因此液流技術(shù)在實(shí)際的運(yùn)用過(guò)程當(dāng)中，需要從材料和電解液以及隔膜電池材料這三個(gè)方面進(jìn)行深入的研究，對(duì)于液流電池的利用來(lái)說(shuō)，可以對(duì)電極材料的表面進(jìn)行性質(zhì)的改變，進(jìn)一步的對(duì)電化學(xué)的活性進(jìn)行提高，適當(dāng)?shù)奶岣唠娊赓|(zhì)的濃度來(lái)保證電解液符合當(dāng)前的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求，通過(guò)添加化學(xué)添加劑的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)電解液濃度技術(shù)提高。(3)電磁儲(chǔ)能超導(dǎo)磁儲(chǔ)能的主要是利用超導(dǎo)線圈來(lái)進(jìn)行最終的電磁儲(chǔ)能，超導(dǎo)體在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中電阻值基本為0，所以在進(jìn)行實(shí)際的能量轉(zhuǎn)換過(guò)程當(dāng)中，很難出現(xiàn)電力的損耗，因此效率較高。其次在利用超導(dǎo)磁儲(chǔ)存器的過(guò)程當(dāng)中具備有較高的工作效率，并且在響應(yīng)的速度方面也較快，在使用的過(guò)程當(dāng)中具備有污染小，壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，但是由于超導(dǎo)磁儲(chǔ)存器具備有高昂的成本，在這種設(shè)定里并且最終也制約了規(guī)?；膽?yīng)用。根據(jù)相關(guān)的研究表明，可以發(fā)現(xiàn)高溫超導(dǎo)材料在一定程度上能夠降低最終系統(tǒng)的成本，為了進(jìn)一步的簡(jiǎn)化最終的運(yùn)行條件(高思維,賴雨晴,2021)，提高最終電磁儲(chǔ)能技術(shù)的性能和壽命，可以從仿真的研究方面對(duì)于實(shí)驗(yàn)和樣機(jī)進(jìn)行最終的超導(dǎo)儲(chǔ)能的仿真研究，并且超導(dǎo)磁儲(chǔ)能在當(dāng)前的應(yīng)用階段當(dāng)中并沒(méi)有得到規(guī)?；氖褂?，雖然各個(gè)國(guó)家當(dāng)中已經(jīng)研制出了樣機(jī)，并且進(jìn)行了模擬和仿真的過(guò)程，但是并沒(méi)有完全的實(shí)現(xiàn)最終的商用過(guò)程(賀文博,趙靜怡,2021)。我國(guó)中國(guó)科學(xué)院首先研制出了在風(fēng)力和電力發(fā)電廠當(dāng)中實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)運(yùn)行的超導(dǎo)磁儲(chǔ)能的系統(tǒng)，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程當(dāng)中主要包含了高溫超導(dǎo)材料的繞制結(jié)構(gòu)，利用了當(dāng)前超導(dǎo)材料的先進(jìn)技術(shù)和優(yōu)越的性能，在我國(guó)甘肅省玉門(mén)市實(shí)現(xiàn)了最終的利用，但是從其運(yùn)行的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)能夠廣泛的提高當(dāng)前并網(wǎng)的穩(wěn)定性和安全性能(朱浩然,陳錦文,2021)，進(jìn)一步的保證了電網(wǎng)的質(zhì)量和水平，由于超級(jí)電容器在實(shí)際的利用過(guò)程當(dāng)中，介于傳統(tǒng)的電容器以及鋰電池兩者之間的一種非常特殊的儲(chǔ)能裝置，在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，并不需要進(jìn)行任何的化學(xué)反應(yīng)，就可以實(shí)現(xiàn)最終的儲(chǔ)能過(guò)程。此階段性結(jié)論凸顯了多學(xué)科協(xié)作的價(jià)值?，F(xiàn)代科研問(wèn)題越來(lái)越復(fù)雜，單靠一個(gè)學(xué)科的知識(shí)和方法難以全面理解和有效解決這些問(wèn)題。多學(xué)科協(xié)作不僅能夠整合不同領(lǐng)域的專業(yè)知識(shí)和技術(shù)手段，還促進(jìn)了新思想、新理論和新方法的產(chǎn)生和發(fā)展。通過(guò)匯聚來(lái)自不同學(xué)術(shù)背景的研究人員，可以實(shí)現(xiàn)視角的多樣化和思維的碰撞，從而激發(fā)創(chuàng)新潛能，提高研究效率和質(zhì)量。在利用系統(tǒng)的過(guò)程當(dāng)中，可以反復(fù)的實(shí)現(xiàn)最終的充電和放電過(guò)程。相對(duì)于傳統(tǒng)的蓄電池來(lái)說(shuō)，利用超級(jí)儲(chǔ)能電容能夠進(jìn)一步的保證當(dāng)前的儲(chǔ)能設(shè)備具備有較好的環(huán)境適用性，并且在利用的過(guò)程當(dāng)中溫度的穩(wěn)定性也較高，在使用時(shí)具備有較高的壽命，并且相對(duì)于蓄電池來(lái)說(shuō)超級(jí)儲(chǔ)能電容器能夠解決當(dāng)前分布式系統(tǒng)當(dāng)中如果電網(wǎng)出現(xiàn)故障時(shí)的一種后備能源，在這等條件下能夠抑制當(dāng)前電網(wǎng)在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)的電壓波動(dòng)情況(任彥翔,李倩雯,2021)，解決在電網(wǎng)運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中出現(xiàn)的中斷問(wèn)題，其次超級(jí)電容器在實(shí)際制作過(guò)程當(dāng)中成本較高，因此在應(yīng)用時(shí)雖然能夠提升其性能，但是還需要充分的考慮其經(jīng)濟(jì)性，因此現(xiàn)在需要重點(diǎn)的對(duì)超級(jí)儲(chǔ)能電容器的成本問(wèn)題進(jìn)行相應(yīng)的攻關(guān)研究都在研究電極材料結(jié)構(gòu)的優(yōu)化方面，以及進(jìn)一步的通過(guò)材料方式增強(qiáng)離子擴(kuò)散的能力，同時(shí)利用了碳材料來(lái)實(shí)現(xiàn)，最終電極材料的應(yīng)用，通過(guò)復(fù)合的方式綜合了每一個(gè)的優(yōu)點(diǎn)，提高了最終的電化學(xué)性能。表1-1列舉了儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀((史嘉琪，陳豪,2021),2021)：表1-1儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀1.4混合儲(chǔ)能系統(tǒng)容量配置的研究文獻(xiàn)對(duì)于風(fēng)力發(fā)電廠的容量?jī)?yōu)化問(wèn)題進(jìn)行了深入的分析和研究，對(duì)于儲(chǔ)能裝置的容量進(jìn)行了考慮，由于混合式的儲(chǔ)能系統(tǒng)具備有較多的約束條件，其次在約束條件的選擇過(guò)程當(dāng)中，以經(jīng)濟(jì)性和保證功率波動(dòng)的控制能力進(jìn)行最終的約束條件設(shè)立，并且在進(jìn)行模型的建立過(guò)程當(dāng)中，這在一定角度上表達(dá)了設(shè)置了恰當(dāng)?shù)膬?chǔ)能優(yōu)化配置容量(趙晨和,鄧慧雅,2021)。文獻(xiàn)中針對(duì)獨(dú)立的風(fēng)光互補(bǔ)式發(fā)電系統(tǒng)，給出了一種以高效率和低功耗為主要特點(diǎn)的基于以供電可靠性作為約束條件的混合儲(chǔ)能容量配置設(shè)計(jì)方案，進(jìn)一步的構(gòu)建了儲(chǔ)能設(shè)備的優(yōu)化模型，并且在算法設(shè)計(jì)和應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中，從實(shí)際的角度進(jìn)行的最終的模擬和仿真，驗(yàn)證了混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。當(dāng)前在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)，儲(chǔ)能元件不僅僅構(gòu)成了最終的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，而且受到了廣泛的關(guān)注，不僅僅對(duì)于混合式的儲(chǔ)能裝置進(jìn)行了最終的策略控制，而且在容量的優(yōu)化和配置的研究方面也進(jìn)行了深入的分析和研究，在進(jìn)行混合式儲(chǔ)能的過(guò)程當(dāng)中有著非常重要的意義，尤其是在進(jìn)行電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性設(shè)計(jì)和經(jīng)濟(jì)性的研究過(guò)程當(dāng)中，都發(fā)揮著非常重要的作用，因此混合式的儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)于最終的工程應(yīng)用有著非常重要的意義。1.5本章小結(jié)本章首先簡(jiǎn)要介紹了這篇論文的主要選題研究領(lǐng)域背景和其主要選題研究意義，然后又詳細(xì)介紹了目前在儲(chǔ)能微網(wǎng)中仍然在存的一些主要問(wèn)題與研究重點(diǎn)，儲(chǔ)能技術(shù)的基礎(chǔ)研究及其發(fā)展趨勢(shì)現(xiàn)狀以及重點(diǎn)總結(jié)了目前我國(guó)混合式發(fā)電儲(chǔ)能微網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)電容量與能源配置等各個(gè)方面的相關(guān)研究進(jìn)展情況。第2章風(fēng)光儲(chǔ)直流微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)與建模本章主要重點(diǎn)對(duì)于混合式的儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行分析和研究，對(duì)于混合儲(chǔ)能系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中的微電網(wǎng)進(jìn)行了深入的分析和介紹，并且在進(jìn)行光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的過(guò)程當(dāng)中，進(jìn)行了最終工作結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)以及基本功能的詳細(xì)闡述，并且構(gòu)建了光伏發(fā)電系統(tǒng)以及風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，這在某種程度上映射蓄電池和超級(jí)電容在充放電過(guò)程當(dāng)中的經(jīng)濟(jì)效益進(jìn)行了充分的考慮和建模的分析，考慮了在系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中的控制策略，對(duì)于蓄電池和超級(jí)電容的實(shí)際運(yùn)用情況，從光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的角度進(jìn)行了最終模型的建立(羅宇輝,王琳娜,2021)。2.1風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合微電網(wǎng)結(jié)構(gòu)從光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的裝置選擇方面可以發(fā)現(xiàn)，在并網(wǎng)運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中，本文主要是利用風(fēng)光儲(chǔ)直流微電網(wǎng)進(jìn)行最終的研究，在利用風(fēng)光儲(chǔ)直流式微電網(wǎng)進(jìn)行配置的過(guò)程當(dāng)中，建立了一套非常完整的發(fā)電系統(tǒng)，在發(fā)電系統(tǒng)的選擇方面，從光伏太陽(yáng)能的發(fā)電方式和風(fēng)力發(fā)電的方式來(lái)看，進(jìn)行了最終的模型建立，從最終的混合儲(chǔ)能方式，以及蓄電池和超級(jí)電容的構(gòu)建過(guò)程當(dāng)中，可以發(fā)現(xiàn)微電網(wǎng)的主要拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如下圖所示，在進(jìn)行拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的建立過(guò)程當(dāng)中，以光伏和風(fēng)力發(fā)電的發(fā)電量和作為最終的電力消耗(吳承澤,李怡彤,2021)。本文建立的工作系統(tǒng)，在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，可以進(jìn)一步的提高太陽(yáng)能與風(fēng)能在實(shí)際系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中的效率，如果光伏和風(fēng)力在發(fā)電的過(guò)程當(dāng)中，提高微電網(wǎng)在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中的穩(wěn)定性和可靠性。圖2-1微電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)2.2光伏發(fā)電模型光伏發(fā)電系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中主要包含有三個(gè)部分，這三個(gè)部分分別為電池系統(tǒng)，光伏控制系統(tǒng)以及逆變器系統(tǒng)。在三個(gè)系統(tǒng)當(dāng)中，逆變器主要是用于將太陽(yáng)能電池當(dāng)中產(chǎn)生的直流電能，通過(guò)逆變的方式變?yōu)槿嘟涣麟妬?lái)實(shí)現(xiàn)最終的電能并入網(wǎng)過(guò)程，而光伏控制器的主要作用是將太陽(yáng)能在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中轉(zhuǎn)化為電能，將太陽(yáng)能的功率進(jìn)行跟蹤(劉俊豪,周子悅,2021)。光伏發(fā)電在實(shí)際的應(yīng)用過(guò)程當(dāng)中，主要是用于將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，因此在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中會(huì)受到光照強(qiáng)度和溫度的影響，這在某些方面表現(xiàn)出了而光照強(qiáng)度和溫度會(huì)直接地對(duì)最終的輸出功率產(chǎn)生影響，所以在光伏發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)中發(fā)電量不僅僅會(huì)與太陽(yáng)能的電池容量有關(guān)，而且還和光照強(qiáng)度，外界溫度有著非常緊密的聯(lián)系，根據(jù)這些初期結(jié)果能夠設(shè)定更多前瞻性的假設(shè)和研究方向，助力深化對(duì)本領(lǐng)域的理解，并推動(dòng)理論與實(shí)踐的進(jìn)一步融合。這種基于初期發(fā)現(xiàn)而構(gòu)建的研究議程將有助于提升整個(gè)領(lǐng)域的研究水平，加速科學(xué)發(fā)現(xiàn)的步伐并為政策制定、產(chǎn)業(yè)應(yīng)用和社會(huì)發(fā)展提供堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)和實(shí)踐指導(dǎo)。隨著研究的不斷深入期待能夠揭示更多深層次的規(guī)律。尤其是太陽(yáng)能電池的特性，都會(huì)隨著外界光照強(qiáng)度和溫度的變化產(chǎn)生非常重要的影響。其中太陽(yáng)能電池的特性隨外界的影響，具體的變化情況如圖2-2所示，從圖中可以觀察到其變化的情況，并且光伏陣列的輸出功率會(huì)受到光照強(qiáng)度以及溫差的影響，具體的式子如下所示(馬云輝,陳雨晗,2021)。PPV(t)=定義PPV(t)為光伏陣列在t時(shí)刻的輸出功率；定義Pr為光伏陣列額定輸出功率；定義Rc(t)為t時(shí)刻時(shí)室外環(huán)境中的光強(qiáng)；定義Rr為標(biāo)準(zhǔn)室外環(huán)境的額定光強(qiáng)；定義Tc(t)為t時(shí)刻的外界溫度；定義Tc為標(biāo)準(zhǔn)室外環(huán)境的額定溫度；定義k為功率系數(shù)；定義nPV為光伏電池陣列數(shù)(程文昊，梁婉君,2021)。(a)溫度保持定值時(shí)的P-V特性曲線(b)光照強(qiáng)度保持定值時(shí)的P-V特性曲線圖2-2太陽(yáng)能電池P-V特性隨光照強(qiáng)度和溫度變化的曲線圖2-3某光伏電站一天內(nèi)光伏出力光伏陣列在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中會(huì)受到太陽(yáng)能電池的影響，并且在一定溫度條件之下，最終的輸出功率將會(huì)受到光照強(qiáng)度的影響，如果此時(shí)光伏發(fā)電站的輸出功率如圖2-3所示，從圖2-3中可以發(fā)現(xiàn)，這在一定范圍內(nèi)證明了在凌晨和光照強(qiáng)度較低的時(shí)候，整體的系統(tǒng)在功率的輸出方面基本為0，而隨著光照強(qiáng)度逐漸的增高，最終的系統(tǒng)輸出功率將會(huì)慢慢的提高，所以輸出功率的波動(dòng)曲線與最終的負(fù)荷曲線基本呈現(xiàn)著一致的情況(謝和，何思琪,2021)。2.3風(fēng)力發(fā)電模型目前直流發(fā)電機(jī)、異步發(fā)電機(jī)、同步發(fā)電機(jī)以及雙饋發(fā)電機(jī)是在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中通常會(huì)使用的發(fā)電機(jī)組，本文在研究的過(guò)程當(dāng)中利用的發(fā)電機(jī)組是常用的永磁直驅(qū)同步發(fā)電機(jī)組，永磁直驅(qū)同步發(fā)電機(jī)組在使用的過(guò)程當(dāng)中具備有較高的可靠性，并且機(jī)械的損耗也較少，為了進(jìn)一步的對(duì)于風(fēng)力資源的利用進(jìn)行分析和研究，隨著科學(xué)研究的日益復(fù)雜，單一學(xué)科的知識(shí)和工具往往不足以全面理解某一問(wèn)題。因此，鼓勵(lì)跨學(xué)科的合作與交流變得至關(guān)重要。通過(guò)整合不同學(xué)科的專業(yè)知識(shí)、研究方法和技術(shù)手段研究人員能夠更有效地應(yīng)對(duì)復(fù)雜的科學(xué)挑戰(zhàn)，探索更為綜合和系統(tǒng)的解決方案?？鐚W(xué)科合作不僅促進(jìn)了新理論、新技術(shù)和新應(yīng)用的產(chǎn)生，還為科研人員提供了更加廣闊的視野和多元的思維方式?？梢园l(fā)現(xiàn)可以采用恒頻變速的方式來(lái)進(jìn)行最終發(fā)電技術(shù)的利用，這在某種程度上闡明了而風(fēng)力發(fā)電的主要原理是通過(guò)發(fā)電機(jī)的將風(fēng)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，進(jìn)一步的作用在發(fā)電機(jī)上，最終將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，而實(shí)現(xiàn)電能的循環(huán)利用(洪志豪，周雅琳,2021)。其中風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程當(dāng)中，最大的輸出功率將會(huì)受到外界因素的影響，其中受最大風(fēng)速影響最大，但是也并不是說(shuō)如果此時(shí)風(fēng)速越大，最終產(chǎn)生的輸出功率也越大，兩者之間幾乎呈現(xiàn)著一種非線性的關(guān)系，輸出功率具體的數(shù)學(xué)模型，如式子2-2所示(殷嘉偉，黃婉婷,2021)。Pw(式中，定義Pw(t)為t時(shí)刻下風(fēng)力發(fā)電機(jī)正在實(shí)時(shí)輸出的功率，定義Pr為額定狀態(tài)下風(fēng)力發(fā)電機(jī)的輸出功率，定義v(t)為t時(shí)刻狀態(tài)下的真實(shí)環(huán)境下的實(shí)時(shí)風(fēng)速，定義vt為啟動(dòng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的風(fēng)速，定義vr為額定狀態(tài)下風(fēng)機(jī)的風(fēng)速，定義vo為風(fēng)機(jī)的截止安全風(fēng)速也叫切出風(fēng)速(陶嘉琪，蔣心怡,2021)。從上式可以發(fā)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中與實(shí)際的風(fēng)速兩者之間呈現(xiàn)著一個(gè)三段式的函數(shù)，其中如果實(shí)際的風(fēng)速在運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中低于了最終的切入風(fēng)速，而此時(shí)風(fēng)機(jī)將無(wú)法正常的啟動(dòng)，如果此時(shí)的風(fēng)速過(guò)高，從這些措施中看出為了進(jìn)一步的保護(hù)風(fēng)機(jī)(曹逸飛，許婉菲,2021)，風(fēng)機(jī)也將不會(huì)工作，只有當(dāng)實(shí)際的風(fēng)速大小大于了啟動(dòng)的風(fēng)速，并且此時(shí)也小于最終的額定風(fēng)速情況之下，風(fēng)機(jī)在輸出的功率方面也會(huì)隨著風(fēng)速的增加而增加，從圖中可以發(fā)現(xiàn)，如果實(shí)際的風(fēng)速大小大于了最終的恒定功率，并且小于最終的切出風(fēng)速時(shí)風(fēng)機(jī)的輸出功率基本為一個(gè)恒定的值，具體的曲線，如圖2-4所示(蔡嘉豪，陸雅琪,2021)。圖2-4風(fēng)電機(jī)組功率特性曲線由于在實(shí)際的風(fēng)機(jī)運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，風(fēng)速不能夠被人為地進(jìn)行控制，這樣就會(huì)導(dǎo)致風(fēng)力發(fā)電機(jī)組在功率的控制方面不夠穩(wěn)定，從當(dāng)前的輸出功率曲線可以發(fā)現(xiàn)不同的地區(qū)輸出功率不同，從圖2-5可以進(jìn)行分析得出。可知風(fēng)力發(fā)電在早上7點(diǎn)左右到晚上6點(diǎn)之間的一個(gè)的時(shí)間段內(nèi)輸出的功率相對(duì)較小，功率特性與最終的波動(dòng)曲線相差也較大。也就是說(shuō)在用電量高峰期風(fēng)力發(fā)電機(jī)組所需要輸出的功率較小，在用電低谷期的時(shí)候，風(fēng)電機(jī)組輸出功率卻很大。圖2-5某風(fēng)電場(chǎng)典型日的功率2.4混合儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)前我們將儲(chǔ)能的單位主要?jiǎng)澐譃閮蓚€(gè)種類(lèi)，分別為能量型和功率型兩種，儲(chǔ)能單位在常見(jiàn)的能量型儲(chǔ)能單位當(dāng)中包含有蓄電池，因?yàn)樾铍姵卦谶M(jìn)行儲(chǔ)能的過(guò)程當(dāng)中成本較低，并且能量的密度較高，從這些態(tài)度可以明白在進(jìn)行系統(tǒng)的儲(chǔ)能過(guò)程當(dāng)中有著較好的性能，其次也應(yīng)用了功率型的儲(chǔ)能裝置，功率型的儲(chǔ)能裝置包含有超級(jí)電容器，因?yàn)槌?jí)電容器具備有可循環(huán)的特點(diǎn)，在實(shí)際的充放電過(guò)程當(dāng)中較快，所以這兩種儲(chǔ)能裝置的利用可以在功能上實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)的互補(bǔ)，因此本文主要利用蓄電池和超級(jí)電容來(lái)進(jìn)行最終混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的構(gòu)建(錢(qián)子和，陳婉,2021)。2.4.1蓄電池充放電模型在儲(chǔ)能裝置的設(shè)置過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)微電網(wǎng)的儲(chǔ)能裝置有著非常重要的作用，其中蓄電池在實(shí)際的儲(chǔ)能時(shí)扮演的非常重要的作用，當(dāng)前對(duì)于電池單元的正極材料進(jìn)行歸類(lèi)時(shí)，我們一般將蓄電池的材料主要?jiǎng)澐譃槿?lèi)，這三類(lèi)分別為鈉硫電池，鉛酸復(fù)合電池和鋰離子電池這三類(lèi)是蓄電池的一個(gè)非常重要的劃分標(biāo)準(zhǔn)，并且在實(shí)際的充電過(guò)程當(dāng)中可以發(fā)現(xiàn)，蓄電池儲(chǔ)存的能量也是在不斷的變化的，因此我們可以根據(jù)實(shí)際儲(chǔ)存的能量，來(lái)進(jìn)一步的對(duì)蓄電池的狀態(tài)進(jìn)行描述，這些發(fā)現(xiàn)為后續(xù)的研究方向提供了一定的指導(dǎo)，突出了理論與實(shí)證研究相互結(jié)合的關(guān)鍵性。本研究不僅驗(yàn)證了現(xiàn)有理論框架的有效性，還揭示了在實(shí)際應(yīng)用中可能遇到的挑戰(zhàn)和限制，為進(jìn)一步探索提供了寶貴的參考。研究成果為解決實(shí)際問(wèn)題提供了具體的方法和策略，使理論知識(shí)能夠更好地轉(zhuǎn)化為實(shí)踐行動(dòng)，提升決策的科學(xué)性和有效性。一般用SOC來(lái)進(jìn)行儲(chǔ)存用量的描述(韓志鵬，趙雅靜,2021)。蓄電池的內(nèi)部結(jié)構(gòu)等效模型如圖2-6，其可視為一個(gè)等效的極化電容Cs與等效的極化電阻Rs并聯(lián)后與一個(gè)等效內(nèi)阻Re串聯(lián)而成。圖2-6蓄電池等效電路模型EbtrSOCbtr(t在時(shí)間△t內(nèi)，假設(shè)此時(shí)蓄電池的充放電功率為△p，此時(shí)蓄電池的內(nèi)部存儲(chǔ)的電能變化和剩余容量SOC變化如以上(2-3)、(2-4)式所示。定義Ebtr(t)為第t-1結(jié)束時(shí)刻蓄電池內(nèi)部存儲(chǔ)的所有能量，在這種設(shè)定里定義蓄電池在充放電時(shí)的功率為△p，其中△p=U·△i，當(dāng)△p的值大于零時(shí)，此時(shí)蓄電池正在充電，當(dāng)△p的值小于零時(shí)，此時(shí)蓄電池正在放電，定義△t為蓄電池在完成充電與放電過(guò)程時(shí)所需的總時(shí)間，定義SOCbtr(0)為t=0時(shí)蓄電池的SOC，定義Ebtr(0)為t=0時(shí)蓄電池的儲(chǔ)能(鐘嘉琪，李超婷,2021)。2.4.2超級(jí)電容充放電模型超級(jí)電容在實(shí)際的利用過(guò)程當(dāng)中，通常是通過(guò)電場(chǎng)的方式來(lái)進(jìn)行最終的電能儲(chǔ)存，因此具備有快速響應(yīng)的特點(diǎn)，便于最終電網(wǎng)能夠穩(wěn)定的運(yùn)行，與其他的儲(chǔ)能裝置不同的是超級(jí)電容的儲(chǔ)能系統(tǒng)具備有更多的優(yōu)點(diǎn)，本研究不僅驗(yàn)證了當(dāng)前理論框架的適用性，還揭示了實(shí)踐操作中可能存在的局限性與改進(jìn)空間。通過(guò)深入分析實(shí)際情況本文發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有理論在特定情境下的應(yīng)用效果存在差異性，這促使本文進(jìn)一步思考如何根據(jù)具體情況調(diào)整和優(yōu)化理論框架，以提高其實(shí)用性和指導(dǎo)意義。同時(shí)研究還指出了實(shí)踐操作中可能遇到的挑戰(zhàn)，如資源分配不均、技術(shù)實(shí)施障礙以及文化差異等，為未來(lái)的研究和應(yīng)用提供了重要的參考方向。其中它具備有功率密度高的優(yōu)點(diǎn)，它能夠吸收較大的功率(殷志遠(yuǎn)，吳婉,2021)，其次超級(jí)電容器具備有使用壽命長(zhǎng)的特點(diǎn)，并且循環(huán)的過(guò)程當(dāng)中次數(shù)基本可以超過(guò)10萬(wàn)次，在這等條件下在運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中具備有較高的穩(wěn)定性，其次由于超級(jí)電容在實(shí)際的利用過(guò)程當(dāng)中基本上很少需要維護(hù)，通過(guò)串聯(lián)的方式，不僅可以保證電容器組電壓的提高，而且還可以進(jìn)一步的保證電容器組的容量可以增加具備有環(huán)境友好的特點(diǎn)，其次再進(jìn)行電容器的限制，過(guò)程當(dāng)中可以使用廉價(jià)材料進(jìn)一步的降低超級(jí)電容器的制作成本。具體的容量SOC關(guān)系式如式(2-5)和(2-6)所示(羅子和，孫心怡,2021)。Espc(t)=SOC以上兩式中，定義Espc(t)為第t-1結(jié)束時(shí)刻超級(jí)電容器內(nèi)部?jī)?chǔ)存的可供使用的能量，定義超級(jí)電容器的充放電功率為△p，其中△p=U·△i，當(dāng)△p的值大于零時(shí)，此時(shí)超級(jí)電容器正在充電，當(dāng)△p的值小于零時(shí)，此時(shí)超級(jí)電容器正在放電，定義△t為超級(jí)電容器在完成充電與放電過(guò)程時(shí)所需的總時(shí)間，定義SOCspc(0)為t=0時(shí)超級(jí)電容器的SOC，定義Espc(0)為t=0時(shí)超級(jí)電容的儲(chǔ)能(費(fèi)嘉偉，周婉琳,2021)。2.5本章小結(jié)本章主要分析了風(fēng)光儲(chǔ)能微電網(wǎng)系統(tǒng)，并且在進(jìn)行系統(tǒng)的構(gòu)建過(guò)程當(dāng)中，對(duì)于兩種分布式的電源進(jìn)行了數(shù)學(xué)模型的建立，其中重點(diǎn)地對(duì)風(fēng)光儲(chǔ)能的微電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析，并且在工作原理的設(shè)計(jì)方面進(jìn)行了光伏和風(fēng)力系統(tǒng)的特性研究，其次還分析了混合式的電力系統(tǒng)以及最終的充放電特性，為后續(xù)的控制策略以及容量的配置進(jìn)行了研究。

第3章混合儲(chǔ)能系統(tǒng)容量配置方法微電網(wǎng)混合儲(chǔ)能系統(tǒng)在實(shí)際的利用過(guò)程當(dāng)中，對(duì)于容量的優(yōu)化配置問(wèn)題是當(dāng)前研究的一個(gè)非常重點(diǎn)的問(wèn)題，因?yàn)樗鼤?huì)對(duì)最終的經(jīng)濟(jì)效益產(chǎn)生重要的影響，在對(duì)容量?jī)?yōu)化模型進(jìn)行求解的過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)是一個(gè)非線性問(wèn)題，在求解時(shí)需要較好的算法才能夠進(jìn)行快速的求解和滿足當(dāng)前需要的精度，為了快速的求得最終的最優(yōu)解，可以從當(dāng)前智能算法的研究情況來(lái)進(jìn)行最終的求解過(guò)程，由于傳統(tǒng)的智能算法在實(shí)際的運(yùn)用過(guò)程當(dāng)中已經(jīng)得到了廣泛的研究，但是這些算法在實(shí)際的利用過(guò)程當(dāng)中還存在著一些局限性，對(duì)于部分非線性的復(fù)雜問(wèn)題，在求解時(shí)具備有一定的局限性，因此通?？梢允褂酶舆m合非線性復(fù)雜問(wèn)題的啟發(fā)式算法來(lái)實(shí)現(xiàn)最終算法性能的提升，最終解決較為復(fù)雜的問(wèn)題(沈志鵬，林雅琪,2021)。本章在求解的過(guò)程當(dāng)中，根據(jù)上述利用的儲(chǔ)能模型，進(jìn)一步的以儲(chǔ)能單位的方式進(jìn)行最終約束條件的建立，這在一定角度上表達(dá)了并且對(duì)于經(jīng)濟(jì)性問(wèn)題進(jìn)行了約束性的考慮，并建立了最終的經(jīng)濟(jì)效益模型。利用人工蜂群算法在進(jìn)行求解的過(guò)程當(dāng)中求解時(shí)精度高，并且在搜索速度過(guò)程當(dāng)中收斂較快的特點(diǎn)，對(duì)于當(dāng)前混合儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行容量的優(yōu)化配置。在求解的過(guò)程當(dāng)中得到了最終混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的最優(yōu)配比(侯和，徐婉如,2021)。3.1混合儲(chǔ)能系統(tǒng)容量配置模型3.1.1優(yōu)化目標(biāo)儲(chǔ)能成本在實(shí)際的微電網(wǎng)建設(shè)過(guò)程當(dāng)中比重較大，并且為了進(jìn)一步的保證微電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性可以發(fā)現(xiàn)，如果配置的容量過(guò)大，在建設(shè)的過(guò)程當(dāng)中運(yùn)行的成本也增加，而如果建立的儲(chǔ)能系統(tǒng)過(guò)小，雖然在一定程度上可以降低成本，但是并不能夠滿足當(dāng)前電網(wǎng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行的目標(biāo)，因此為了進(jìn)一步的進(jìn)行分析和研究，本文建立了以完整使用周期成本最小的目標(biāo)，建立了容量?jī)?yōu)化配置的數(shù)學(xué)模型，其中目標(biāo)函數(shù)如3-1所示(史嘉琪，陳豪,2021)。minC=HM=1+在上式中，定義完整使用周期成本最小值為minC，定義蓄電池的運(yùn)行成本系數(shù)為fBY；定義蓄電池的維護(hù)成本系數(shù)為fBW；定義蓄電池的處理成本系數(shù)為fBC；定義蓄電池總數(shù)為NB；定義單個(gè)蓄電池花費(fèi)為DB；定義超級(jí)電容器的運(yùn)行成本系數(shù)為fCY；定義超級(jí)電容器的維護(hù)成本系數(shù)為fCW；定義超級(jí)電容器的處理成本系數(shù)為fCC；定義超級(jí)電容器總數(shù)為NC；定義單個(gè)超級(jí)電容器花費(fèi)為Dc。在研究混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性能時(shí)，可以發(fā)現(xiàn)超級(jí)儲(chǔ)能電容器在實(shí)際的利用過(guò)程當(dāng)中，具備有較好的充放電次數(shù)，并且在充放電次數(shù)方面要求基本超過(guò)了10萬(wàn)次，而微電網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)行的過(guò)程當(dāng)中，這在某種程度上映射主要的工作年限一般為20年，所以我們通常不需要考慮超級(jí)電容器的維護(hù)成本，而只需要考慮超級(jí)電容器的購(gòu)置成本，但是由于蓄電池具備有較少的循環(huán)使用壽命，基本只有在3000次左右，因此一般在分析兩者的總成本時(shí)，需要對(duì)于超級(jí)儲(chǔ)存電容器和蓄電池進(jìn)行區(qū)別對(duì)待，故在式(3-1)中的fCW=0。3.1.2約束條件微電網(wǎng)系統(tǒng)在實(shí)際的運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，還需要考慮功率的實(shí)際平衡性，因此需要滿足以下的一些條件(章思遠(yuǎn)，何雅琳,2021)。(1)儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行的約束條件為了防止在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，儲(chǔ)能單位出現(xiàn)了過(guò)度放電或者過(guò)度充電的情況，我們可以通過(guò)將每一個(gè)儲(chǔ)能單元的SOC值設(shè)定在一定的范圍之內(nèi)。20%≤SOC根據(jù)微電網(wǎng)工作的不同模式，需要保證當(dāng)前運(yùn)行符合當(dāng)前電網(wǎng)的相關(guān)需求在滿足可再生能源使用功率和效益的過(guò)程當(dāng)中，也需要提供一定的輸出功率，因此對(duì)于混合儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)中每一個(gè)儲(chǔ)能單元的各種要求如下。Pspc+PbtrminPspcmin在以上三式中Pbtrmin被定義為蓄電池的最小功率、Pbtrmax被定義為蓄電池的最大功率;Pspcmin被定義為超級(jí)電容器的最小功率、Pspcmax被定義為超級(jí)電容器的最大功率。(2)負(fù)荷缺電率負(fù)荷缺電率通常是指在實(shí)際運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中，總的缺乏量和負(fù)荷整體的供應(yīng)能量之間的比值，具體的式子如下所示，在計(jì)算的過(guò)程當(dāng)中如果負(fù)荷缺電率越小，那么說(shuō)明了整個(gè)系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程當(dāng)中可靠程度越高，因此為了保證當(dāng)前電網(wǎng)能夠有序的運(yùn)行，需要通過(guò)計(jì)算負(fù)荷缺電率的方式來(lái)進(jìn)行最終系統(tǒng)穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)，只有當(dāng)負(fù)荷缺電率穩(wěn)定在一定范圍之內(nèi)時(shí)，才能夠保證最終的電網(wǎng)系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)不會(huì)出現(xiàn)較大的波動(dòng)(蕭嘉豪，朱婉怡,2021)。fL≤在上式中，定義fLmax為最高負(fù)荷缺電率。(3)能量損失率能量利用率則是根據(jù)當(dāng)前新能源的發(fā)電量和符合的需求量占比的比值來(lái)進(jìn)行反應(yīng)，它能夠反映可再生能源是否能夠被充分的利用，因此為了保證在新能源的利用過(guò)程當(dāng)中，利用率得到提高，可以通過(guò)計(jì)算能量損失率的方式，來(lái)進(jìn)行最終的評(píng)判，具體的式子如下所示。fel=Efel≤f在以上兩式中，定義E1為新能源整體的總發(fā)電量與負(fù)荷總需求量的差值;定義Et為新能源總發(fā)電量;定義felmax為能量最大損失率。3.2基于人工蜂群（ArtificialBeeColony）算法的混合儲(chǔ)能容量配置方法3.2.1人工蜂群算法工作原理蜜蜂在尋找食物的過(guò)程當(dāng)中具備有非常明顯的分工特點(diǎn)，并且蜜蜂在尋找食物時(shí)還具備了信息共享的機(jī)制，因此人工蜂群的算法則是模擬當(dāng)前蜜蜂尋找食物源的過(guò)程，通過(guò)黃蜂當(dāng)中不同的工作特性來(lái)將蜂群進(jìn)行劃分，這在某些方面表現(xiàn)出了一般的黃蜂通常可以劃分為三個(gè)種類(lèi)及偵查蜂，跟隨蜂和引領(lǐng)蜂這三種其中引領(lǐng)蜂的主要功能是在食物源的相鄰區(qū)域內(nèi)進(jìn)行尋找，并且將這些食物源的信息進(jìn)行共享，將當(dāng)前的尋找信息傳遞到跟隨蜂，而跟隨蜂根據(jù)貪婪的法則來(lái)進(jìn)行最終食物的挑選，本研究通過(guò)嚴(yán)密的設(shè)計(jì)、實(shí)施和驗(yàn)證過(guò)程成功地將理論與實(shí)踐相結(jié)合為所探討的問(wèn)題提供了堅(jiān)實(shí)的答案，并為進(jìn)一步的研究奠定了基礎(chǔ)。同時(shí)本研究也認(rèn)識(shí)到可能存在的局限性，期望未來(lái)的研究能夠在這一基礎(chǔ)上繼續(xù)探索，拓展知識(shí)邊界，解決更多未知問(wèn)題。并且進(jìn)一步的開(kāi)發(fā)出新的食物源(蕭嘉豪，朱婉怡,2021)，而跟隨蜂在開(kāi)采之后并且達(dá)到相應(yīng)的時(shí)間之后，就可以根據(jù)跟隨蜂提供給我們的各種情況來(lái)進(jìn)行類(lèi)型的轉(zhuǎn)變，是否轉(zhuǎn)變?yōu)閭刹榉鋪?lái)進(jìn)一步的對(duì)食物來(lái)源進(jìn)行更換，并且在研究其優(yōu)化問(wèn)題的函數(shù)時(shí)和求解過(guò)程當(dāng)中，可以從食物源提供情況以及目標(biāo)函數(shù)的建立情況和最大適應(yīng)度值的大小來(lái)進(jìn)行最終的目標(biāo)函數(shù)研究和確立，通常只有滿足最大適應(yīng)度值提高的情況下，才能夠保證食物源的優(yōu)質(zhì)情況。人工蜂群算法則是通過(guò)模擬當(dāng)前蜂群尋找食物過(guò)程當(dāng)中的行為，提出來(lái)一種非常重要的智能算法，在人工蜂群算法的研究過(guò)程中可以發(fā)現(xiàn)，主要是利用誘導(dǎo)引領(lǐng)蜂在食物源領(lǐng)域進(jìn)行搜尋的方式，來(lái)進(jìn)行最終的食物源概率搜尋，通過(guò)不同的行為進(jìn)行最終的循環(huán)確立，以此求出，最終的優(yōu)化問(wèn)題最優(yōu)解(梅和，李雅菲,2021)。跟隨蜂選中食物源i的概率表示為：(3-12)搜索的新食物源位置可表示為Vi=(vi1,vi2,……,viD)，搜索公式為(3-13)此時(shí)新的食物源的位置可表示為(3-14)因此人工蜂群算法在實(shí)際的求解過(guò)程當(dāng)中，具體的步驟如下所示。Step1：首先對(duì)初始的參數(shù)進(jìn)行初始化的操作，并且產(chǎn)生隨機(jī)的食物源，通過(guò)食物源的方式計(jì)算出對(duì)應(yīng)的適應(yīng)度值大小。Step2：此時(shí)跟隨蜂進(jìn)一步的搜索當(dāng)前食物源的位置以及領(lǐng)域的大小，通過(guò)搜索的方式產(chǎn)生新的食物源位置，進(jìn)一步的對(duì)適應(yīng)度值計(jì)算，在計(jì)算適應(yīng)度值的過(guò)程當(dāng)中，保留更好的食物源位置。Step3：此時(shí)選中不同的食物源概率，并且作為主要的判斷依據(jù)，跟隨蜂會(huì)選擇當(dāng)前的食物源，這在一定范圍內(nèi)證明了并且進(jìn)一步的求出位置的鄰域，根據(jù)公式來(lái)得到最終新的食物源位置，此時(shí)計(jì)算出最終的適應(yīng)度大小，保留更好的食物源位置。Step4：進(jìn)一步的對(duì)食物源的數(shù)目進(jìn)行判斷，如果此時(shí)的食物源根據(jù)公式(3-13)進(jìn)一步的對(duì)新的食物源進(jìn)行尋找，如果沒(méi)有出現(xiàn)放棄食物源的情況，進(jìn)入到第5步。Step5：對(duì)最終的迭代次數(shù)進(jìn)行分析和判斷，如果此時(shí)達(dá)到了最大的迭代次數(shù)，將會(huì)將此時(shí)的最優(yōu)食物源進(jìn)行輸出。3.2.2容量配置優(yōu)化結(jié)果及比較分析根據(jù)全文分析的資料和查找的文獻(xiàn)，通過(guò)對(duì)于24小時(shí)之內(nèi)的光照強(qiáng)度的有關(guān)數(shù)據(jù)，利用微電網(wǎng)作為主要的研究目標(biāo)，建立了最終的容量?jī)?yōu)化配置模型，下述的表格展示了具體的參數(shù)。表3-1混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的主要參數(shù)選取某地全年各個(gè)月的風(fēng)力發(fā)電量如表3-2所示，光伏發(fā)電量如表3-3所示，負(fù)荷消耗的電量如表3-4所示。表3-2風(fēng)力發(fā)電量表3-2光伏發(fā)電量表3-3負(fù)載耗電量通過(guò)上述建立的優(yōu)化模型，人工蜂群算法對(duì)當(dāng)前的風(fēng)光混合微電網(wǎng)進(jìn)行最終的儲(chǔ)能優(yōu)化配置問(wèn)題的求解，求解的過(guò)程如下圖所示，并且最終得出的優(yōu)化配置容量，結(jié)果如圖3-1所示。圖3-1儲(chǔ)能容量配置優(yōu)化結(jié)果圖從上述表格的數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，通過(guò)這一種算法的求解，不僅僅可以保證了混合儲(chǔ)能裝置供電系統(tǒng)可靠性的提高，其次利用人工蜂群算法，對(duì)于整體儲(chǔ)能進(jìn)行容量?jī)?yōu)化后，得出蓄電池需求量為36535個(gè)，超級(jí)電容器需求量約為6502200，此時(shí)的迭代次數(shù)為410，成本預(yù)估為15.78萬(wàn)元。從算法的結(jié)果可以發(fā)現(xiàn)人工蜂群算法在實(shí)際的求解過(guò)程當(dāng)中具備有較高的精度，并且在設(shè)計(jì)時(shí)兼顧了全局能力和局部能力，更容易尋找出整體當(dāng)中的局部最優(yōu)解(汪志豪，陸婉瑩,2021)。3.4本章小結(jié)本章主要建立了微電網(wǎng)的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)，并且對(duì)配置進(jìn)行了優(yōu)化，在進(jìn)行目標(biāo)建模的過(guò)程當(dāng)中，以經(jīng)濟(jì)效益作為主要的考慮目標(biāo)，并且通過(guò)建立儲(chǔ)能系統(tǒng)的目標(biāo)函數(shù)即完整使用周期成本，設(shè)置儲(chǔ)能單位的充放電限制、負(fù)荷缺電率和能量的損耗率三者為最終的約束條件，選取某地全年的風(fēng)力、光伏發(fā)電量，負(fù)荷耗電量為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。將人工蜂群算法應(yīng)用于當(dāng)前的風(fēng)光混合式微電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中進(jìn)行儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量配置，在最終的分析過(guò)程當(dāng)中，對(duì)其進(jìn)行了優(yōu)化和研究，本文使用人工蜂群算法能夠提高當(dāng)前混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性能。第4章總結(jié)與展望4.1總結(jié)隨著新一代能源技術(shù)的大力推廣與發(fā)展，越來(lái)越多的光伏、風(fēng)機(jī)等分布式電源已經(jīng)接入到我國(guó)的電網(wǎng)，在我國(guó)提出碳達(dá)峰和碳中和的口號(hào)后，新能源技術(shù)的使用將會(huì)變得更加廣泛。但光伏發(fā)電與風(fēng)力發(fā)電二者均存在極大的不穩(wěn)定性與波動(dòng)性，給我國(guó)微電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)帶來(lái)了極大的考驗(yàn)。在微電網(wǎng)的實(shí)際建設(shè)過(guò)程當(dāng)中，可以通過(guò)增加儲(chǔ)能設(shè)備的方式來(lái)