飛輪儲能技術(shù)在含大規(guī)模風(fēng)電系統(tǒng)頻率控制中的應(yīng)用研究

【摘要】：電力系統(tǒng)是一個復(fù)雜的能量動態(tài)系統(tǒng)，電網(wǎng)是通過發(fā)電功率對負(fù)荷功率的追蹤來維持電網(wǎng)的功率平衡和頻率穩(wěn)定的。風(fēng)電接入系統(tǒng)后，由于風(fēng)場輸出功率的間歇性和隨機(jī)性，勢必對系統(tǒng)頻率穩(wěn)定造成重大影響。飛輪儲能技術(shù)由于其快速響應(yīng)、較大容量以及對環(huán)境無危害等特點，適合應(yīng)用于電力系統(tǒng)調(diào)頻的場合。因此，本文提出飛輪儲能系統(tǒng)應(yīng)用于電網(wǎng)自動發(fā)電控制的方法，討論了儲能容量的優(yōu)化方案，試圖為大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)造成的系統(tǒng)頻率控制問題提供一種新的解決思路。 首先，本文通過對風(fēng)電機(jī)組輸出功率特性的分析，闡明了大規(guī)模風(fēng)電場接入電網(wǎng)后對系統(tǒng)頻率造成的沖擊。指出了含大規(guī)模風(fēng)電系統(tǒng)的頻率控制需要解決的主要問題。 其次，從分析比較各種儲能方式的性能特點、應(yīng)用條件出發(fā)，指出飛輪儲能系統(tǒng)具備的快速響應(yīng)、較大容量等特點非常適合應(yīng)用于電力系統(tǒng)調(diào)頻方面，說明了其工程應(yīng)用前景。簡要介紹了飛輪儲能系統(tǒng)的工作原理，并建立了飛輪儲能系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。 第三，通過對比傳統(tǒng)調(diào)頻電機(jī)與飛輪儲能系統(tǒng)的不同特性，提出了含飛輪儲能系統(tǒng)的調(diào)頻責(zé)任分配方案。根據(jù)負(fù)荷波動周期不同，將AGC系統(tǒng)的調(diào)頻任務(wù)分為快速響應(yīng)的調(diào)頻責(zé)任及普通調(diào)頻責(zé)任，由飛輪儲能和傳統(tǒng)調(diào)頻電機(jī)分別響應(yīng)。針對有大規(guī)模風(fēng)電接入的電力系統(tǒng)調(diào)頻，提出了根據(jù)風(fēng)功率輸出變化率計算飛輪儲能容量的方法。 最后，針對所提出的含飛輪儲能的自動發(fā)電控制方法及儲能系統(tǒng)容量選擇計算方案，在Matlab7.1平臺進(jìn)行仿真分析，驗證了該方法的有效性。 【關(guān)鍵詞】：飛輪儲能 大規(guī)模風(fēng)電 頻率穩(wěn)定 自動發(fā)電控制 儲能容量
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2012
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 緒論8-16
• 1.1 風(fēng)電并網(wǎng)現(xiàn)狀8-10
• 1.2 國內(nèi)外飛輪儲能技術(shù)研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 飛輪儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)頻率控制中的應(yīng)用前景12-14
• 1.4 本文的主要內(nèi)容及章節(jié)安排14-16
• 2 含大規(guī)模風(fēng)電系統(tǒng)的頻率控制問題16-28
• 2.1 電網(wǎng)的頻率控制16-17
• 2.2 自動發(fā)電控制原理17-24
• 2.3 風(fēng)電場接入對系統(tǒng)頻率控制的影響24-27
• 2.4 本章小結(jié)27-28
• 3 飛輪儲能系統(tǒng)的工作原理與數(shù)學(xué)模型28-34
• 3.1 儲能技術(shù)的選擇28-29
• 3.2 飛輪儲能系統(tǒng)的工作原理29-32
• 3.3 飛輪儲能系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型32-33
• 3.4 本章小結(jié)33-34
• 4 含飛輪儲能系統(tǒng)的電網(wǎng)頻率控制方法34-49
• 4.1 含飛輪儲能系統(tǒng)的調(diào)頻責(zé)任分配方案34-36
• 4.2 飛輪儲能系統(tǒng)容量選取方案36-37
• 4.3 仿真分析37-48
• 4.4 本章小結(jié)48-49
• 5 結(jié)論49-51
• 5.1 本文的工作總結(jié)49-50
• 5.2 進(jìn)一步的工作展望50-51
• 致謝51-53
• 參考文獻(xiàn)53-57

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