基于電池儲(chǔ)能裝置的電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析.pdf

1、傳統(tǒng)電網(wǎng)的發(fā)-輸-配-用電過(guò)程幾乎在同一時(shí)刻完成，必須時(shí)刻保持各個(gè)環(huán)節(jié)的功率平衡，因此具有“剛性”特點(diǎn)，而儲(chǔ)能系統(tǒng)可以為電網(wǎng)增加一個(gè)存儲(chǔ)電能的環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)能量的自由存儲(chǔ)和釋放，功率的雙向流動(dòng)，從而將“剛性”的系統(tǒng)轉(zhuǎn)變?yōu)椤叭嵝浴毕到y(tǒng)，有利于提升電力設(shè)備的綜合利用率，增強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行的靈活性，提高電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。利用儲(chǔ)能技術(shù)能夠?qū)﹄娋W(wǎng)進(jìn)行能量調(diào)節(jié)和管理，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)功率補(bǔ)償，從而極大地增強(qiáng)電網(wǎng)運(yùn)行控制的主動(dòng)性。電池儲(chǔ)能方式因其能量密度較高、響應(yīng)

2、時(shí)間短、對(duì)場(chǎng)地要求低、壽命及效率相對(duì)高，且成本低廉、制造技術(shù)成熟、能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，廣泛使用于UPS、電能質(zhì)量調(diào)節(jié)、負(fù)荷的削峰填谷等方面，具有廣闊的發(fā)展前景和巨大的應(yīng)用潛力，是大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。
　　論文首先通過(guò)基于Heffron-Phillips模型的單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩分析，推導(dǎo)出儲(chǔ)能裝置的接入對(duì)發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的增量表達(dá)式，用解析解的形式分析了采用功率偏差及轉(zhuǎn)子角速度偏差作為控制輸入量時(shí)對(duì)發(fā)電

3、機(jī)同步轉(zhuǎn)矩系數(shù)和阻尼轉(zhuǎn)矩系數(shù)的影響，明確了儲(chǔ)能裝置采用合適的控制策略能夠增強(qiáng)發(fā)電機(jī)的小干擾穩(wěn)定性。
　　在電力系統(tǒng)仿真軟件PSS/E中建立了儲(chǔ)能裝置(CBEST)及其控制器的數(shù)學(xué)模型，在單機(jī)無(wú)窮大系統(tǒng)中考察儲(chǔ)能裝置在功率偏差控制和轉(zhuǎn)子角速度偏差控制兩種控制模式下發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子角度和輸出電磁功率的變化情況，并分析了控制器參數(shù)變化及儲(chǔ)能容量限制對(duì)其作用效果的影響。
　　參考FACTS裝置的選址方法，利用留數(shù)法、特征向量法分別求解系

4、統(tǒng)在不同運(yùn)行工況下留數(shù)模值、特征向量模值并以此為依據(jù)對(duì)CBEST接入點(diǎn)的優(yōu)先次序進(jìn)行排序，以指導(dǎo)CBEST安裝位置的選擇。最后在IEEE9節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)中通過(guò)在不同地點(diǎn)設(shè)置不同故障，仿真分析各工況下CBEST的最佳接入地點(diǎn)，比較了留數(shù)指標(biāo)和特征向量指標(biāo)的有效性。
　　儲(chǔ)能應(yīng)用于電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制具有廣闊的發(fā)展前景，通過(guò)解析解的形式分析儲(chǔ)能裝置對(duì)發(fā)電機(jī)電磁轉(zhuǎn)矩的影響，更能洞悉儲(chǔ)能改善電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的本質(zhì)，為儲(chǔ)能控制器的設(shè)計(jì)提供一定的參考。利