可再生能源發(fā)電與微網(wǎng)中儲能系統(tǒng)的構(gòu)建與控制研究.pdf

1、近幾年來，我國加快了可再生能源開發(fā)利用。但是，以風(fēng)力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電為代表的間歇性可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的功率輸出存在不連續(xù)，不穩(wěn)定，低密度，隨時間、季節(jié)以及氣候變化而變化等特點，隨著這些能源的發(fā)電設(shè)備容量在電網(wǎng)中比重的增加，會對同步系統(tǒng)產(chǎn)生許多負面影響。
　　 儲能技術(shù)為間歇性可再生能源系統(tǒng)提供了能量緩沖、平衡和后備的手段，是改善間歇性可再生能源利用的有效途徑，也是近年來國內(nèi)外研究開發(fā)非?；钴S的領(lǐng)域。在各種儲能技術(shù)中，鉛酸蓄電

2、池雖然不是性能最優(yōu)異的儲能設(shè)備，但其技術(shù)成熟、可靠性高、成本較低；而作為新興儲能技術(shù)，超級電容器具有功率密度大、充電能量密度高的優(yōu)點，適合大電流和短時間充放電的場合，且使用壽命長，不易老化；因此，本文將主要圍繞鉛酸蓄電池儲能技術(shù)和超級電容器儲能技術(shù)在間歇性可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的相關(guān)應(yīng)用展開研究。
　　 本文詳細分析了基于電壓源型電力電子變換器的鉛酸蓄電池儲能系統(tǒng)（BatteryEnergy Storage System，BESS）

3、的基本原理，在此基礎(chǔ)上，建立了BESS的數(shù)學(xué)模型。
　　 為了實現(xiàn)對風(fēng)電機組平滑有功功率輸出以及提高異步風(fēng)力發(fā)電機穩(wěn)定性的控制，本文提出一種考慮電壓閥值的解耦控制策略，仿真結(jié)果表明，BESS可以緩解風(fēng)電場對電網(wǎng)的不利影響，既可以改善風(fēng)電機組有功功率輸出不穩(wěn)定，也可以提高異步風(fēng)電機組在網(wǎng)絡(luò)故障后的穩(wěn)定性。為了保護鉛酸蓄電池，防止其過充過放，本文提出一種考慮鉛酸蓄電池荷電狀態(tài)的一階濾波有功控制策略，仿真結(jié)果表明，BESS可以在平滑風(fēng)

4、電場有功功率輸出的同時，有效保護儲能體。
　　 異步發(fā)電機在運行過程中要吸收無功功率，如果系統(tǒng)無功不足或支撐能力不強，風(fēng)電場中異步發(fā)電機可能會失去穩(wěn)定。本文提出利用串并聯(lián)型超級電容器儲能系統(tǒng)減小風(fēng)電輸出功率波動對電網(wǎng)的影響，提高異步風(fēng)電機組在網(wǎng)絡(luò)故障后的穩(wěn)定性。本文詳細分析了串并聯(lián)型超級電容器儲能系統(tǒng)的基本原理，在此基礎(chǔ)上，建立了串并聯(lián)型超級電容器儲能系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，提出將并聯(lián)補償控制器控制成平滑風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)出力，將串聯(lián)補償控制

5、器控制成維持風(fēng)電機組端口電壓穩(wěn)定，串并聯(lián)型超級電容器儲能系統(tǒng)應(yīng)用于風(fēng)電場的調(diào)節(jié)作用，仿真結(jié)果表明，將串并聯(lián)型超級電容器儲能系統(tǒng)應(yīng)用于風(fēng)電場后，既可改善風(fēng)電機組有功功率輸出不穩(wěn)定，也可提高異步風(fēng)電機組在網(wǎng)絡(luò)故障后的穩(wěn)定性。
　　 針對目前含可再生能源電網(wǎng)的儲能系統(tǒng)容量及功率優(yōu)化研究的不足，本文提出以基準方差和最大功率變化率作為指標，優(yōu)化平抑風(fēng)電機組出力所需儲能系統(tǒng)的功率和容量。以實際風(fēng)電機組數(shù)據(jù)的仿真結(jié)果表明，這種評價方式可以有效