抑制風(fēng)電對電網(wǎng)影響的儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置及控制研究.pdf

1、開發(fā)利用大規(guī)模再生能源為解決世界性的能源危機(jī)與環(huán)境污染問題開辟了新途徑,對改善能源結(jié)構(gòu)并保證國民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展具有重要的戰(zhàn)略意義。風(fēng)能是目前最具大規(guī)模商業(yè)化開發(fā)潛能的非水能可再生資源,風(fēng)力發(fā)電聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行是實(shí)現(xiàn)風(fēng)能大規(guī)模開發(fā)利用的有效途徑。但是,風(fēng)電功率具有的波動性和間歇性對其接入電網(wǎng)帶來了顯著不利影響,使得大規(guī)模風(fēng)電接入電網(wǎng)的能力受到限制。因此,在保證既有電網(wǎng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的前提下,如何多接納風(fēng)電成為亟需解決的問題。
　　 儲能系統(tǒng)

2、可以適時吸收釋放功率,為平抑風(fēng)電功率波動、提高風(fēng)電接入電網(wǎng)的能力提供了有效的手段。目前儲能系統(tǒng)成本昂貴,其充放電控制方式可顯著影響其使用壽命,所以開展儲能系統(tǒng)運(yùn)行控制策略、容量配置和經(jīng)濟(jì)性評價方面的研究工作,具有重要的理論和應(yīng)用價值。
　　 本文首先分析了直驅(qū)永磁風(fēng)電機(jī)組的主電路和控制系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型,構(gòu)建了包含電池單元、雙向斬波電路和并網(wǎng)逆變器的儲能系統(tǒng),根據(jù)系統(tǒng)需求設(shè)計(jì)了主電路參數(shù),采用反饋線性化理論設(shè)計(jì)了并網(wǎng)變流器的功率解耦

3、控制器,提高了系統(tǒng)運(yùn)行效率和功率控制效果。
　　 分析了單臺風(fēng)電機(jī)組-風(fēng)電場輸出功率的波動特性,從時域和頻域兩個角度對其歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析,揭示了風(fēng)電功率波動特征,為確定風(fēng)電場儲能系統(tǒng)的安裝位置、吞吐功率和容量需求以及爬坡率要求奠定了基礎(chǔ)。
　　 為降低風(fēng)電功率的隨機(jī)波動性對電網(wǎng)造成的不利影響,采用了低通濾波算法平滑并網(wǎng)風(fēng)電場輸出有功功率的風(fēng)儲聯(lián)合運(yùn)行控制策略。通過對比分析單獨(dú)采用電池或超級電容器為儲能單元的方案的利

4、弊,提出了采用電池-超級電容器混合儲能的方案,研究了兩者的配比關(guān)系及其對平抑效果的影響。最后對比分析了上述三種方案的經(jīng)濟(jì)特性。
　　 設(shè)計(jì)了電網(wǎng)低谷時段風(fēng)電接納容量算法,提出了在儲能系統(tǒng)低谷時刻提高電網(wǎng)接納風(fēng)電容量的方法,分析了儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效益。綜合考慮儲能系統(tǒng)的投資成本與經(jīng)濟(jì)效益,以儲能系統(tǒng)的綜合效益最大為目標(biāo),提出了一種用于松弛電網(wǎng)調(diào)峰能力,提高風(fēng)電接納規(guī)模的儲能系統(tǒng)容量優(yōu)化配置方法。
　　 最后,利用電磁暫態(tài)仿真