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基于可再生能源的微电网电源管理及经济效益:采用ANFIS智能控制器的方法

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简介:
本研究探讨了在微电网中应用基于可再生能源的电源管理系统,并提出了一种使用ANFIS(自适应神经模糊推理系统)智能控制器来优化能源分配与提高经济效益的新方法。 近年来,由于工业发展、汽车使用量增加以及化石燃料发电的增长,温室气体排放增多导致了环境问题。这项研究工作的主要目标是探索基于不同无污染替代能源的电力生产方案,并考虑多种能源结合的可能性。 在本项工作中,我们分析了各种环境下不同类型可再生能源(如太阳能光伏(PV)、风能和燃料电池)的应用情况,在主电网出现故障时,柴油发电机通常被用于独立供电目的。根据这些分析结果,设计并开发了一个基于ANFIS的MPPT控制器来从不同的可再生能源中获取最大功率,并在Matlab环境中进行了仿真。 本段落的目的在于通过使用带有储能装置并与电网集成的混合可再生资源系统实现最佳能源调度和供应方案。所提出的系统模型已经在Matlab仿真环境中进行设计与建模,分析了不同条件下的性能表现。最后,根据IEEE 1547标准对仿真的结果进行了评估,并证明了此系统的有效性。

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客服
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  • ANFIS
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    本研究探讨了在微电网中应用基于可再生能源的电源管理系统,并提出了一种使用ANFIS(自适应神经模糊推理系统)智能控制器来优化能源分配与提高经济效益的新方法。 近年来,由于工业发展、汽车使用量增加以及化石燃料发电的增长,温室气体排放增多导致了环境问题。这项研究工作的主要目标是探索基于不同无污染替代能源的电力生产方案,并考虑多种能源结合的可能性。 在本项工作中,我们分析了各种环境下不同类型可再生能源(如太阳能光伏(PV)、风能和燃料电池)的应用情况,在主电网出现故障时,柴油发电机通常被用于独立供电目的。根据这些分析结果,设计并开发了一个基于ANFIS的MPPT控制器来从不同的可再生能源中获取最大功率,并在Matlab环境中进行了仿真。 本段落的目的在于通过使用带有储能装置并与电网集成的混合可再生资源系统实现最佳能源调度和供应方案。所提出的系统模型已经在Matlab仿真环境中进行设计与建模,分析了不同条件下的性能表现。最后,根据IEEE 1547标准对仿真的结果进行了评估,并证明了此系统的有效性。
  • 系统设计
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    本项目聚焦于开发一套高效的可再生能源管理系统,旨在优化智能电网中风能、太阳能等清洁能源的应用与整合。通过先进的技术手段提升能源利用效率和可持续性,致力于构建绿色低碳的未来能源架构。 智能电网是21世纪电力系统发展的关键趋势之一,它利用先进的信息技术、自动化技术和通信技术实现对电网的实时监控与高效管理。在这个框架内,可再生能源在其中扮演着至关重要的角色。 一、可再生能源的角色 1. 可持续能源来源:太阳能、风能和水能等清洁且低碳的形式为智能电网提供可持续电力供应,有助于减少碳排放并应对全球气候变化。 2. 能源多元化:采用多种类型的可再生能源可以降低对单一能源的依赖性,从而提高电网的安全性和稳定性。 3. 分布式发电:分布式电源如屋顶太阳能板和小型风力发电机与智能电网的理念相契合,能够有效减小电力传输损耗并提升整体效率。 二、设计要点 1. 电能接入技术:在将可再生能源系统集成到大电网中时需要考虑逆变器选择及电压调节等问题以确保其平稳可靠地向主网供电。 2. 储存解决方案:鉴于间歇性问题,采用储能设备如电池存储系统平滑输出是必要的措施之一。 3. 网络优化策略:利用智能调度控制技术来改善可再生能源在电网中的分配情况,并减少供需不平衡现象的发生。 4. 智能计量基础设施(AMI)的应用能够实时监测和分析生产和消费数据,为决策提供依据。 5. 需求响应机制鼓励消费者通过智能化设备调整负荷以适应可再生资源的波动特性。 三、面临的挑战及对策 1. 技术难题:需要开发更高效的储能技术和智能调度算法来应对可再生能源带来的电网稳定性问题。 2. 经济考量:尽管初期投资较高,但从长远来看使用可再生能源和建设智能电网将有助于降低运营成本并提高能源效率。 3. 政策支持:政府应制定相关政策如补贴、税收优惠等以促进该领域的持续发展。 4. 社会认知度提升:增加公众对相关技术的认知程度可以消除他们对于新技术的疑虑,从而推动其广泛应用。 总之,智能电网与可再生能源系统的融合是未来电力系统现代化的重要方向。通过科学合理的设计方案以及不断的创新努力,我们能够克服现有挑战并实现高效利用清洁能源的目标,构建更加绿色可靠的供电网络。
  • 代码.rar_光伏系统_分布式发__
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    本资源探讨了基于源代码的光伏系统在分布式发电中的应用,分析其经济效益,并提出能源管理策略。适合研究与实践参考。 分布式光伏发电利益相关方综合效益计算主要针对自发自用、统购统销和合同能源管理这三种运营模式。本软件通过定量分析各利益方的净收益及整体收益,为相关政策的设计与调整提供依据。
  • 、气、热三类储综合系统优化运行
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    本研究聚焦于集成电气热三种储能方式的微电网系统,探讨其在综合能源管理中的经济效益,并提出优化运行策略以提升整体效率和成本效益。 风电的反调峰特性和供暖季“以热定电”模式导致弃风现象严重,造成了能源浪费。随着能源互联网的发展及综合能源系统技术的进步以及各种储能方式的应用,通过建立包含电、气、热三种储能方式在内的综合能源系统的运行机制,可以提高风电利用率。将蓄电池、蓄热电锅炉和电力转天然气(P2G)技术应用于微网系统,并以成本费用最小化为目标函数,构建了微网综合能源系统的经济优化模型。通过对四种方案的对比分析及算例验证其可行性,进一步探讨了风力发电量与负荷不确定性对效益的影响。结果表明,采用三种储能方式的综合能源系统能够有效减少弃风电量、降低环境污染治理费用,并提高经济效益,在实际应用中具有良好的前景。
  • HRES_Model: MATLAB混合动态模型
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    HRES_Model是一款基于MATLAB开发的仿真工具,用于分析和设计包含多种可再生能源的微电网系统。它提供了一个全面的动态建模框架,支持对太阳能、风能等能源形式的综合评估与优化配置研究。 HRES模型通过MATLAB对混合(风燃料电池)可再生能源系统进行动态建模。作者为滑铁卢大学土木工程专业硕士Thouheed Abdul Gaffoor开发了此软件包,以评估混合可再生能源微电网系统的动态能量输出。 该脚本的主要目的是评估任何可再生微电网系统作为分布式能源的可行性,用以抵消某些高能耗系统的需求。这种应用可以扩展到住宅、商业/学校HVAC或泵站(如原设计用途)等场景中。 当前的微电网系统包括50千瓦的小型风力涡轮机和用于能量存储的燃料电池系统。脚本提供的分析涵盖以下方面: - 选定涡轮机的年发电量 - 每小时微电网的能量生产和储存情况 - 净计量系统的财务评估 - 积极发展性评估 - 其他能源系统的性能对比,例如光伏和电池存储 此外,该模型可以与液压模型耦合以用于泵站及配水管网供水系统等场景的分析。
  • 人工混合光伏、双馈发池储集成系统
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    本研究提出了一种创新的人工智能驱动控制系统,用于管理集成了光伏板、双馈发电机和电池储能系统的微电网。该系统优化了可再生能源利用效率,并确保电力供应稳定可靠。 混合光伏、双馈发电机与电池储能系统的微电网集成,并结合基于人工智能控制器的能源管理系统。
  • 步进
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    本研究提出一种基于神经网络的步进电机智能控制方法,通过优化算法提高步进电机的运行效率与精度,适用于自动化设备及机器人领域。 本段落提出了一种利用神经网络实现步进电机智能控制的方法。通过使用BP(反向传播)神经网络对控制规则样本进行学习和训练,使网络能够记忆步进电机的追踪、跟踪及复杂运行规律的控制规则。将经过训练的网络应用于在线控制,以达到智能控制的目的。
  • PPO热综合系统调度
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    本研究提出了一种基于PPO算法的电热综合能源系统智能经济调度方法,旨在优化资源分配与调度策略,提高能效和经济效益。 基于PPO的电热综合能源系统智能经济调度
  • 自适应下调分布式
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    本研究提出了一种基于自适应经济调控策略的微电网分布式经济控制系统,旨在优化能源分配和成本效益。通过动态调整各节点的运行参数,实现对各种不确定因素的有效应对,确保微电网系统的高效稳定运行。 在孤岛微电网环境下,传统下垂控制方法依据分布式能源的容量比例分配有功功率,可能导致系统整体运行成本偏高。为了降低系统的运行成本,本段落基于等微增率准则提出了一种边际成本经济下垂控制框架,在该框架内分布式电源能够按照边际成本相等的原则进行出力调节。 考虑到各分布式能源的最大输出限制问题,我们进一步设计了基于一致性原理的自适应控制器,并将其应用于功率稳定机制中。通过这种方式可以确保系统中的所有分布式能源在达到其最大可能输出时退出边际成本的一致性状态,从而优化系统的整体运行效率与经济性能。 此外,为了提高孤岛微电网频率恢复能力,我们还开发了一种新型分布式的二次频率控制器来有效应对这一挑战。 仿真测试结果表明所提出的方法不仅能够显著提升系统控制效果和稳定性,并且具备较强的通信故障容忍度。
  • 红外遥多功风扇
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    本项目设计了一种基于红外遥控技术的多功能智能电风扇控制系统,提供详细的电路图和源代码,实现远程操控、风速调节等功能。 本设计基于STM32F407ZGT6开发板硬件平台,制作了一个多功能智能电风扇控制器,并通过红外遥控实现其功能控制。该系统主要实现了以下几项关键功能: 1. 实现了无极调速技术,允许用户设置和实时监测电风扇的转速。 2. 提供至少三种不同类型的风模式:“自然风”、“常风”以及“睡眠风”,以满足不同的使用需求。 3. 具备定时开启与关闭的功能,方便用户的日常操作。 4. 集成了温度测量功能,并能够根据环境温度自动调整电风扇的运行状态。当外界温度低于设定值时,电风扇将停止运转;而一旦外界温度超过设定阈值,电扇会重新启动以进行降温处理。该系统还保证了测温精度达到1摄氏度以内。 5. 配备有LCD显示功能,可以实时展示日期、时间、室内温度、当前转速及运行模式等信息。 6. 支持全功能红外遥控操作,允许用户通过遥控器完成所有参数设置与调节任务。 7. 提供可编程模式选项,并支持闹钟设定。 硬件部分主要由以下组件构成:红外接收模块用于远程控制;DS18B20数字温度传感器负责环境监测;RTC实时时钟模块提供精确的时间信息;电机驱动电路实现对风扇的直接操控;LCD显示屏用来呈现各种数据和状态信息;光耦隔离模块增强系统稳定性。 软件方面,则侧重于整合各个硬件组件的功能,确保它们能够协同工作。具体来说,涉及到的任务包括但不限于:RTC时钟显示、温度测量与展示功能开发、设定目标温度值的操作界面设计、利用输入捕获技术来获取电机转速数据,并通过PID算法调节PWM波形以控制风扇速度;实现定时开关机逻辑以及切换不同操作模式的机制等。 整个项目的设计框架涵盖了硬件和软件两大方面,确保了系统的高效性和可靠性。