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離網(wǎng)型組合蓄能風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)

2011-04-08 來(lái)源:互聯(lián)網(wǎng) 瀏覽數(shù):2017

  A1對(duì)應(yīng)假設(shè)電力需求僅通過(guò)A通道來(lái)滿足時(shí)所需的風(fēng)輪掃掠面積。但系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行當(dāng)中,風(fēng)電機(jī)組發(fā)出的電力將通過(guò)A、B、C、D四條通道傳送往用戶。依據(jù)1.2節(jié)中優(yōu)化能量管理策略,在圖4中的時(shí)間間隔(tO,t1)、(t2,t3)、(t4,t5)內(nèi),電力赤字△P_=PLIN一Peηcon。 對(duì)應(yīng)的負(fù)電力失配塊能量△E1。、△E3 、△E5將通過(guò)C或D通道由燃料電池消耗的氫氣提供;在時(shí)間間隔(t1,t2)、(t3,t4)內(nèi),電力盈余△P+=Pe1ηcon-PLIN對(duì)應(yīng)的正電力失配塊能量△E2 、△E4將通過(guò)C或D通道轉(zhuǎn)換成氫氣存貯起來(lái):而陰影部分對(duì)應(yīng)的電能將通過(guò)A或B通道傳送到用戶 由于ηABCD,與A通道相比,電力通過(guò)B、C、D通道傳輸會(huì)帶來(lái)額外的損耗,因而需要對(duì)風(fēng)輪的掃掠面積A1進(jìn)行修正補(bǔ)償.以獲得系統(tǒng)達(dá)到電力供求平衡所需的風(fēng)輪掃掠面積Aw如下:

其中:

 A''1 包含了對(duì)B通道所帶來(lái)的額外損耗的修正補(bǔ)償,△A是對(duì)C、D通道所造成額外損耗的修正補(bǔ)償,裕量系數(shù)Mw ≥1以保證組合蓄能獨(dú)立式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的可靠運(yùn)行,理論上Mw=1時(shí),系統(tǒng)恰好供需平衡:公式(8)具有普遍性,用于計(jì)算全年中所有的電力盈余正失配塊的總能量.其假設(shè)圖4中風(fēng)輪掃掠面積為A 時(shí)的電力失配塊共有N塊;式(9)用于計(jì)算每一個(gè)電力失配塊的能量大小(有正有負(fù))。

  2.2 氫氣罐容積

   當(dāng)風(fēng)輪掃掠面積為Aw時(shí),系統(tǒng)的電力供求失配曲線如圖5所示 圖5中的系統(tǒng)電力供求存在多個(gè)正、負(fù)失配塊。依據(jù)2.1小節(jié)的分析可知,所有正失配塊所對(duì)應(yīng)的電力盈余△P+=Pe1ηcon-PLIN將通過(guò)C或D通道轉(zhuǎn)換成氫氣存貯起來(lái):而所有負(fù)失配塊所對(duì)應(yīng)的電力赤字△P_=PLIN一Peηcon將通過(guò)C或D通道由燃料電池消耗氫氣提供。因而負(fù)、正失配塊交替出現(xiàn)意味著氫氣罐中的氫氣量的消長(zhǎng)波動(dòng)。氫氣儲(chǔ)能用于緩沖系統(tǒng)長(zhǎng)期的電力失配.氫氣罐容積的設(shè)計(jì)。其關(guān)鍵在于計(jì)算出全年中負(fù)、正失配塊交替出現(xiàn)過(guò)程中氫氣量波動(dòng)的最大范圍△Emax。求出了△Emax,再根據(jù)理想氣體方程、氫氣的熱功當(dāng)量為237 kJ/mol或65.8Wh/mol、1摩爾氫氣的體積在常溫下約為22.4升,即可求取氫氣罐容積:

  式中:MHT為裕量系數(shù),一般取2~3,以保證系統(tǒng)從任意時(shí)刻開(kāi)始運(yùn)行都不出現(xiàn)氫氣短缺或溢出的問(wèn)題;HPT為氫氣罐中氣體存貯的最大壓強(qiáng),單位為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓。求取△Emax的具體步驟如下:

   (1)如圖5所示。設(shè)全年中負(fù)、正交替的電力失配塊有N塊且全年頭尾相接.首先求出每個(gè)單塊的失配能量△Ei,1

(2)接著計(jì)算出N個(gè)失配塊中各P個(gè)相鄰失配塊的能量之和△Ei,1

圖5 AW 時(shí)的電力供求失配關(guān)系曲線

 

  式中:p為奇數(shù),i為整數(shù),且i,P∈[1,N],P不取偶數(shù)是因?yàn)槠湟徽回?fù)的效果使波動(dòng)范圍減小.對(duì)求取最大波動(dòng)范圍無(wú)益。

   (3)最后由下式可求得最大波動(dòng)范圍△Emax

【延伸閱讀】

標(biāo)簽:

閱讀上文 >> 中國(guó)風(fēng)電發(fā)展存四大安全問(wèn)題
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