風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行協(xié)調(diào)控制.pdf

1、近年來風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)模不斷增大，其波動(dòng)性對(duì)電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行造成的危害日益明顯，而電池儲(chǔ)能設(shè)備作為一種能實(shí)現(xiàn)能量存儲(chǔ)及功率雙向流動(dòng)的裝置，可提高風(fēng)電并網(wǎng)后電網(wǎng)電壓穩(wěn)定水平、改善電能質(zhì)量、提升電網(wǎng)設(shè)備綜合利用率及系統(tǒng)調(diào)峰調(diào)頻能力。本文在學(xué)習(xí)和研究國(guó)內(nèi)外風(fēng)電系統(tǒng)并網(wǎng)穩(wěn)定需求分析和電池儲(chǔ)能系統(tǒng)研究現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上，對(duì)大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)造成的強(qiáng)迫功率振蕩特性做出了研究和分析，確定采用儲(chǔ)能設(shè)備來解決陣風(fēng)波動(dòng)造成的系統(tǒng)強(qiáng)迫功率振蕩問題，從而開展了鋰電池建模與仿真、電

2、池儲(chǔ)能系統(tǒng)的建模及儲(chǔ)能設(shè)備充放電控制的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，最終建立風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)等效模型，確定針對(duì)風(fēng)電及儲(chǔ)能輸出總量的控制算法，并且針對(duì)鋰離子電池在解決陣風(fēng)波動(dòng)造成的系統(tǒng)強(qiáng)迫功率振蕩問題的有效性進(jìn)行了仿真和驗(yàn)證。本文主要研究成果如下：
　　（1）研究風(fēng)電機(jī)組并入兩區(qū)四機(jī)系統(tǒng)后的穩(wěn)定運(yùn)行問題，在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及參數(shù)已知的情況下，利用小擾動(dòng)穩(wěn)定分析方法得出系統(tǒng)線性化微分方程描述。進(jìn)一步分析系統(tǒng)振蕩特性，分析系統(tǒng)局部及區(qū)間振蕩模式。在Matlab/

3、Simulink環(huán)境下建立仿真模型，分析強(qiáng)迫功率振蕩現(xiàn)象。最后，得出由風(fēng)速擾動(dòng)引起系統(tǒng)強(qiáng)迫功率振蕩特性。
　　（2）根據(jù)磷酸鐵鋰電池的電化學(xué)反應(yīng)原理確定了鋰離子電池的等效電路圖，然后分析計(jì)算廠商提供的技術(shù)指標(biāo)得到等效模型中的各參數(shù)變量值。仿真模擬鋰離子電池放電情況與實(shí)際電池進(jìn)行比較，并通過不斷調(diào)試使電池模型和實(shí)際電池的放電曲線能夠高度擬合，得出和實(shí)際廠家數(shù)據(jù)吻合的電池單體模型。最后研究單體電池串并聯(lián)特性，設(shè)計(jì)并建立了大容量電池組等

4、效模型。
　?。?）利用雙向DC/DC變換器來控制電池儲(chǔ)能設(shè)備充放電，并經(jīng)過仿真驗(yàn)證其有效性。進(jìn)一步考慮儲(chǔ)能設(shè)備并網(wǎng)控制方式，并網(wǎng)逆變器采用PQ控制方式，并入風(fēng)機(jī)發(fā)電系統(tǒng)，構(gòu)成風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)。通過仿真明確了電池儲(chǔ)能設(shè)備能有效得平滑風(fēng)電輸出波動(dòng)，同時(shí)驗(yàn)證了由于儲(chǔ)能設(shè)備響應(yīng)風(fēng)速波動(dòng)引起的功率波動(dòng)速度快，儲(chǔ)能設(shè)備應(yīng)用于解決風(fēng)速擾動(dòng)造成的多機(jī)系統(tǒng)強(qiáng)迫功率振蕩成為可能。
　?。?）在基于可信周期風(fēng)速預(yù)測(cè)和日分區(qū)負(fù)荷預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)上，考慮