抑制風電對電網(wǎng)影響的儲能系統(tǒng)調(diào)控策略研究

【摘要】：風力發(fā)電是解決能源短缺和環(huán)境污染問題的有效途徑,在保證能源、電力和經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展方面具有重要戰(zhàn)略地位。隨著風電并網(wǎng)規(guī)模的擴大,風能所固有的隨機性強、波動性大和間歇性特點對電力系統(tǒng)頻率、電壓及穩(wěn)定性帶來的負面影響已經(jīng)變得不容忽視。利用儲能系統(tǒng)的有功及無功吞吐能力,實時調(diào)控風電入網(wǎng)功率,從而在實現(xiàn)風能最大化利用的同時最小化其對電網(wǎng)的不利影響,成為一項重要的研究課題。本文基于電池儲能系統(tǒng),以平抑風電輸出功率波動主,電壓支撐為輔,對儲能系統(tǒng)的有功及無功調(diào)控策略進行了詳細研究,主要在以下幾方面開展了工作:1.為確定波動平抑目標,本文研究了風電機組的有功功率波動特性以及電力系統(tǒng)的頻率響應(yīng)特性?；陲L電場輸出功率波動頻譜分析,研究風電場儲能配置結(jié)構(gòu),為風電場確定儲能安裝位置提供依據(jù)。2.基于定時間常數(shù)濾波的常規(guī)波動平抑策略,在有限儲能容量情況下難以同時兼顧長期平抑效果及儲能壽命,針對此問題,本文計及儲能充放電能力,提出了一種改進的儲能系統(tǒng)有功控制策略。本策略基于可變時間常數(shù)濾波和荷電狀態(tài)(state of charge,SOC)直接反饋控制,根據(jù)儲能剩余電量實時調(diào)節(jié)儲能系統(tǒng)輸出功率,改善平抑效果并優(yōu)化儲能壽命。3.分析了無功功率對電壓的支撐作用,研究了利用儲能系統(tǒng)調(diào)節(jié)風電入網(wǎng)點電壓的無功補償控制策略。為不影響有功波動平抑,進而分析了儲能系統(tǒng)最大無功能力,對電壓環(huán)輸出動態(tài)限幅,以保證系統(tǒng)的正常運行。4.利用MATLAB/Simulink仿真軟件仿真驗證了本文策略在平抑風電場有功功率波動、延長儲能壽命、維持風電場入網(wǎng)節(jié)點電壓上的有效性,降低了風電并網(wǎng)對電網(wǎng)的沖擊。 【關(guān)鍵詞】：風力發(fā)電 儲能電池 功率調(diào)控 波動平抑 電壓支撐
【學位授予單位】：電子科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM614;TM727
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-17
• 1.1 課題背景及選題意義10-11
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀11-15
• 1.2.1 大規(guī)模風力發(fā)電并網(wǎng)問題研究現(xiàn)狀11-13
• 1.2.2 儲能技術(shù)在風電場中的應(yīng)用研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 本文主要工作及章節(jié)安排15-17
• 第二章 風/儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及波動平抑基本原理17-31
• 2.1 風電功率波動特性分析17-20
• 2.2 風電功率波動平抑目標20-22
• 2.3 風/儲系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及原理22-28
• 2.3.1 風/儲系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)22-27
• 2.3.2 風/儲系統(tǒng)的工作原理27-28
• 2.4 風/儲系統(tǒng)運行的評價指標28-30
• 2.4.1 平抑效果評價指標28-29
• 2.4.2 電池等效循環(huán)壽命29-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第三章 基于電池儲能系統(tǒng)的風電有功功率波動平抑策略研究31-45
• 3.1 基于一階低通濾波的波動平抑方法31-35
• 3.1.1 一階低通濾波原理31-33
• 3.1.2 一階低通濾波在波動平抑中的應(yīng)用33-35
• 3.2 基于變時間常數(shù)濾波的波動平抑控制策略設(shè)計35-40
• 3.2.1 時間常數(shù)變化規(guī)則設(shè)計35-38
• 3.2.2 變化率限制模塊設(shè)計38-40
• 3.3 基于SOC直接反饋控制的儲能功率修正40-44
• 3.3.1 控制策略設(shè)計40-41
• 3.3.2 傳遞函數(shù)分析及參數(shù)設(shè)計41-44
• 3.4 本章小結(jié)44-45
• 第四章 基于電池儲能系統(tǒng)的動態(tài)電壓支撐研究45-57
• 4.1 電壓波動問題概述45-49
• 4.1.1 電壓波動機理分析45-48
• 4.1.2 風電場電壓波動問題48-49
• 4.2 基于儲能系統(tǒng)的無功補償原理及方法49-53
• 4.2.1 基于儲能系統(tǒng)的無功補償原理49-51
• 4.2.2 無功補償控制策略設(shè)計51-53
• 4.3 無功功率出力能力分析53-56
• 4.3.1 線性調(diào)制范圍53-54
• 4.3.2 無功功率出力能力的計算54-56
• 4.4 本章小結(jié)56-57
• 第五章 仿真與分析57-72
• 5.1 基于儲能系統(tǒng)的風電有功功率波動平抑仿真57-63
• 5.1.1 仿真模型及參數(shù)設(shè)置57-58
• 5.1.2 算例仿真及對比分析58-61
• 5.1.3 評價指標對比61-63
• 5.2 基于儲能系統(tǒng)的無功補償仿真分析63-71
• 5.2.1 仿真模型及參數(shù)設(shè)置64-65
• 5.2.2 無功限幅仿真分析65-69
• 5.2.3 電壓支撐仿真分析69-71
• 5.3 本章小結(jié)71-72
• 第六章 總結(jié)與展望72-73
• 致謝73-74
• 參考文獻74-79
• 個人簡歷及攻讀碩士期間的主要研究成果79-80

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