基于果蠅優(yōu)化算法的混合發(fā)電系統(tǒng)最優(yōu)容量配置.pdf

1、隨著全球經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人類對(duì)電能的依賴程度也不斷增加，而遠(yuǎn)離電網(wǎng)的偏遠(yuǎn)島嶼及山區(qū)供電尚存在問(wèn)題。這些地區(qū)一般擁有比較豐富的風(fēng)、光等自然資源，同時(shí)風(fēng)、光也是可再生清潔能源，既環(huán)保又經(jīng)濟(jì)。因此，因地制宜的建立含新能源發(fā)電的混合發(fā)電系統(tǒng)可以有效的解決其供電問(wèn)題。本文結(jié)合我國(guó)珠海東澳島地區(qū)的供電需求情況以及其特有的地理環(huán)境，提出了由風(fēng)、光、柴、蓄等組成的混合發(fā)電系統(tǒng)。本文對(duì)該系統(tǒng)的研究和設(shè)計(jì)主要做了如下工作：
　　本文首先根據(jù)混合發(fā)電系

2、統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，介紹了系統(tǒng)各個(gè)組成元件的數(shù)學(xué)模型，并分析其工作特性，以東澳島為項(xiàng)目實(shí)施地，根據(jù)該島嶼全年太陽(yáng)能資源、風(fēng)能資源分布情況及其氣候特征對(duì)該地區(qū)自然資源進(jìn)行了資源評(píng)估分析。
　　對(duì)混合發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行容量?jī)?yōu)化配置是其運(yùn)行控制的前提。根據(jù)系統(tǒng)特性，建立了系統(tǒng)優(yōu)化的成本函數(shù)模型、約束條件及能量運(yùn)行方案。利用果蠅優(yōu)化算法(FO A)分別對(duì)在不同的能量運(yùn)行方案下的混合發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化仿真實(shí)驗(yàn)，并對(duì)仿真結(jié)果及系統(tǒng)能量平衡進(jìn)行了對(duì)比分析。結(jié)

3、果表明，能量運(yùn)行方案的選擇對(duì)系統(tǒng)容量?jī)?yōu)化配置結(jié)果有較大影響。
　　其次，在基本FOA算法的基礎(chǔ)上，提出了一種改進(jìn)的果蠅優(yōu)化算法(IFOA)。用基于IFOA算法的方法對(duì)混合發(fā)電系統(tǒng)重新進(jìn)行容量?jī)?yōu)化配置，并將優(yōu)化結(jié)果與基本 FOA算法、微粒群算法(PSO)以及人工蜂群算法(ABC)的優(yōu)化結(jié)果進(jìn)行對(duì)比分析，突出改進(jìn)果蠅優(yōu)化算法的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)進(jìn)行了不同類型的混合發(fā)電系統(tǒng)的仿真研究，以表明新能源發(fā)電部分對(duì)混合發(fā)電系統(tǒng)成本的影響。此外，用兩種典

4、型的天氣狀況對(duì)設(shè)計(jì)的系統(tǒng)進(jìn)行驗(yàn)證，以證明得到的優(yōu)化系統(tǒng)的適用性以及所用設(shè)計(jì)方法的合理性。
　　最后，以系統(tǒng)年運(yùn)行成本和年二氧化碳排放量為目標(biāo)函數(shù)，以供電可靠性為約束條件，利用IFOA算法對(duì)該混合發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)。建立了系統(tǒng)優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)模型，分析了多目標(biāo)問(wèn)題的求解方法，在MATLAB仿真工具中進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn)，并對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析驗(yàn)證。并分別進(jìn)行了系統(tǒng)不同型號(hào)設(shè)備匹配的仿真對(duì)比分析和不同地區(qū)的仿真實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析。多目標(biāo)優(yōu)化結(jié)果