儲能型風(fēng)電場作為黑啟動電源的自啟動策略研究.pdf

1、在制定電網(wǎng)的黑啟動預(yù)案時，一般先將系統(tǒng)劃分成幾個子系統(tǒng)，各子系統(tǒng)分別依靠本區(qū)域內(nèi)的黑啟動電源獨立啟動，然后通過各子系統(tǒng)的互聯(lián)逐步實現(xiàn)整個系統(tǒng)的恢復(fù)。水力發(fā)電廠（含抽水蓄能電站）是作為電網(wǎng)黑啟動電源的最佳選擇，但受地域資源條件限制，我國內(nèi)蒙古、西北等地區(qū)水資源匱乏，缺少水力發(fā)電廠，一旦發(fā)生大停電事故，其電網(wǎng)的恢復(fù)將嚴重依賴于主網(wǎng)，恢復(fù)時間較長。在這些地區(qū)風(fēng)能資源較為豐富，風(fēng)力發(fā)電逐漸成為主要發(fā)電形式。因此，若通過為風(fēng)電場配置大容量電池儲能

2、系統(tǒng)，并能利用所建儲能型風(fēng)電場作為局域電網(wǎng)的黑啟動電源，將對增加黑啟動電源容量、提高電網(wǎng)的故障恢復(fù)速度起到重要作用。
　　儲能型風(fēng)電場能夠?qū)崿F(xiàn)自啟動是其作為電網(wǎng)黑啟動電源的關(guān)鍵，為此，本文對儲能型風(fēng)電場的自啟動策略進行了深入研究：
　?。?）建立了儲能型風(fēng)電場的仿真模型。通過分析雙饋風(fēng)電機組的運行原理，建立了其在空載和并網(wǎng)工況下的數(shù)學(xué)模型，并基于隱式梯形法對所建數(shù)學(xué)模型進行離散化，建立了雙饋風(fēng)電機組的空載并網(wǎng)雙工況仿真模型；

3、通過分析電池儲能系統(tǒng)的運行原理，建立了其仿真模型；在此基礎(chǔ)上，根據(jù)儲能型風(fēng)電場內(nèi)機組的連接方式，建立了儲能型風(fēng)電場的仿真模型，以用于研究儲能型風(fēng)電場的自啟動策略。
　?。?）研究了儲能型風(fēng)電場的自啟動策略。設(shè)計了儲能型風(fēng)電場進行自啟動的方案；提出了一種電池儲能系統(tǒng)的零起升壓啟動策略；分析了變壓器產(chǎn)生勵磁涌流及和應(yīng)涌流的機理，并對風(fēng)電場內(nèi)箱式變壓器三種不同的充電方案進行比較，制定了最優(yōu)的變壓器充電方案；對風(fēng)電機組的空載并網(wǎng)過程進行了

4、仿真。研究表明，利用本文所提方案能夠使儲能型風(fēng)電場實現(xiàn)自啟動。
　?。?）研究了孤島狀態(tài)下電池儲能系統(tǒng)與風(fēng)電場的功率協(xié)調(diào)控制策略。包含本地控制策略，風(fēng)電場有功和無功控制器，以及功率分配模塊，可以將儲能系統(tǒng)的荷電狀態(tài)維持在規(guī)定區(qū)間內(nèi)，提高其功率調(diào)節(jié)裕度，在孤島運行時維持系統(tǒng)電壓和頻率的穩(wěn)定，并成功啟動火電機組輔機。
　　通過本文所做研究，在風(fēng)速合適的情況下，風(fēng)電場可以在儲能系統(tǒng)的輔助下完成自啟動，并與儲能系統(tǒng)協(xié)調(diào)配合，作為黑啟