[发明专利]一种遗传算法下的多向量清洁能源系统及其优化方法

说明书

本发明公开了一种遗传算法下的多向量清洁能源系统，本发明还对应公开了该系统的其优化方法，属于可再生能源利用技术领域，它包括风力发电机；风力发电机的电力输出端通过整流器与DC总线相接；DC总线分别通过DC‑DC转换器和第一逆变器接入电解水槽和电网中；在电解水槽的正负极电解反应处通过连管分别与储氧罐和储氢罐相连通；储氧罐和储氢罐均与燃料电池相连接；燃料电池通过第二逆变器与电网相连接；电网与家庭用电系统相连；所述整流器、DC‑DC转换器、第一逆变器和第二逆变器均与中心优化控制器电连接，本发明有效地解决了当前风‑氢‑燃料电池动力系统中效率低下且运行成本高的问题。

技术领域

本发明涉及可再生能源利用技术领域，具体涉及一种遗传算法下的多向量清洁能源系统及其优化方法。

背景技术

可再生能源并入智能电网的技术正在蓬勃发展，包括风能、太阳能和生物能源在内的可再生能源已成为在全球范围内最有前途的资源值得注意的是，风能作为可再生能源发电的主要贡献者，占可再生能源总量的45％。对于有电网连接的农村，可将可再生能源产生的电力输入到主电网。对于没有电网连接的农村，需要将产生的电力储存起来(例如电池)，以平衡负荷和需求。目前，风-氢-燃料电池动力系统的研究仅处于实验室运行阶段，而其工业应用受制于系统的低效率和高成本；为了解决这些问题，需要一个有效的和优化的运行方案去处理运行事务，同时管理不同组成部分之间的电能流动。因此，为了在非峰值时段储存一定数量的电能并在峰值时段输出，有必要进行能量储存。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种一种遗传算法下的多向量清洁能源系统，以解决当前风-氢-燃料电池动力系统中效率低下且运行成本高的问题。

为解决上述问题，本发明提供了如下技术方案：

一种遗传算法下的多向量清洁能源系统，它包括风力发电机；风力发电机的电力输出端通过整流器与DC总线相接；DC总线分别通过DC-DC转换器和第一逆变器接入电解水槽和电网中；在电解水槽的正负极电解反应处通过连管分别与储氧罐和储氢罐相连通；储氧罐和储氢罐均与燃料电池相连接；燃料电池通过第二逆变器与电网相连接；电网与家庭用电系统相连；所述整流器、DC-DC转换器、第一逆变器和第二逆变器均与中心优化控制器电连接。

本发明还提供了一种遗传算法下的多向量清洁能源系统的优化方法，它包括以下步骤：

S1、根据实测数据并结合式1或式2计算出风力发电机的输出功率记为p_wind；

其中，P_r，v_{cut_in}，v_{cut_out}，v_r和v分别代表风力发电机(1)的额定功率，输入风速，输出风速，额定风速和涡轮机叶片风速；ρ，A和v分别表示当地空气密度，作用在风力发电机上叶片的等效面积和平均风速。

S2、根据式3计算出电解水槽的电能消耗功率，并将电能消耗功率记为p_e；

其中；η_we，U_n分别表示氢气流量(升/小时)，氧气流量(升/小时)，电解水槽的转化效率和电压。

S3、计算出燃料电池的实际输出功率并记为p_fc，

S4、引入ESOC_S来评估储氧罐和储氢罐中剩余的氢气和氧气的水平，通过

式4计算出ESOC_S；