電池儲能提高電網(wǎng)接納光伏發(fā)電能力的建模仿真研究

【摘要】：電網(wǎng)接納能力是制約光伏發(fā)電發(fā)展的主要因素,利用電池儲能改善電網(wǎng)運行特性、提高電網(wǎng)接納光伏發(fā)電能力是解決光伏發(fā)電發(fā)展瓶頸問題的有效手段之一。分析大規(guī)模光伏發(fā)電、電池儲能接入電網(wǎng)特性及與電網(wǎng)相互影響受到越來越多的關注,建立完備的光伏發(fā)電系統(tǒng)、電池儲能系統(tǒng)模型是開展相關研究的基礎。 目前國內的電網(wǎng)分析軟件中光伏發(fā)電系統(tǒng)模型不能準確體現(xiàn)實際并網(wǎng)特性,電池儲能系統(tǒng)模型尚不完整,不能滿足利用儲能提高電網(wǎng)接納光伏發(fā)電能力研究的需要。本文以建立更加完備的大規(guī)模光伏發(fā)電、電池儲能系統(tǒng)模型為目標開展研究,并初步開展綜合應用光伏發(fā)電系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)的并網(wǎng)仿真分析,主要包括以下內容： (1)研究光伏發(fā)電系統(tǒng)原理及建模技術,從大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)實際特性出發(fā),建立具備無功調節(jié)、故障及恢復期間有功控制、低電壓穿越等功能的光伏發(fā)電系統(tǒng)機電暫態(tài)模型。在電力系統(tǒng)分析綜合程序(PSASP)中搭建仿真模型,在單機-無窮大系統(tǒng)中進行仿真,通過實測對比驗證模型的正確性。 (2)研究電池儲能系統(tǒng)原理及建模技術,從電網(wǎng)角度出發(fā),以實現(xiàn)并網(wǎng)控制策略為目標,建立電池儲能系統(tǒng)通用潮流模型和機電暫態(tài)模型,從穩(wěn)態(tài)和暫態(tài)兩個角度全面反映電池儲能系統(tǒng)的并網(wǎng)特性。在PSASP中搭建仿真模型,在36節(jié)點系統(tǒng)中進行仿真,通過特性分析驗證模型的正確性。 (3)應用建立的光伏發(fā)電系統(tǒng)、電池儲能系統(tǒng)模型,采用實際工程背景案例進行大規(guī)模光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)初步并網(wǎng)分析。針對日照擾動及各類系統(tǒng)故障,配以不同安裝容量、不同安裝地點、不同控制策略的儲能系統(tǒng),分析各種情況下儲能系統(tǒng)對電網(wǎng)接納光伏發(fā)電能力及系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的改善作用,進而提出影響儲能系統(tǒng)并網(wǎng)性能的重要參數(shù)指標,并進一步驗證模型及仿真方法的正確性和有效性。 論文成果可為光伏發(fā)電系統(tǒng)、儲能系統(tǒng)并網(wǎng)分析提供更加完備的仿真工具。以此為基礎,支撐電池儲能系統(tǒng)精細化建模、多類型儲能系統(tǒng)協(xié)調控制及容量配置方法等應用儲能提高電網(wǎng)接納光伏發(fā)電能力相關研究的開展。 【關鍵詞】：光伏發(fā)電 電池儲能 潮流模型 機電暫態(tài)模型 并網(wǎng)分析
【學位授予單位】：中國電力科學研究院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TM615
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 選題的背景和意義10-11
• 1.2 國內外的發(fā)展歷史和研究現(xiàn)狀11-18
• 1.2.1 光伏發(fā)電發(fā)展和研究現(xiàn)狀11-14
• 1.2.2 儲能發(fā)展和研究現(xiàn)狀14-18
• 1.3 論文的主要工作18-20
• 第二章 光伏發(fā)電系統(tǒng)機電暫態(tài)建模20-36
• 2.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)基本原理20-25
• 2.1.1 光伏電池原理及特性20-22
• 2.1.2 逆變器及其控制系統(tǒng)原理22-23
• 2.1.3 光伏發(fā)電系統(tǒng)控制策略23-25
• 2.2 光伏發(fā)電系統(tǒng)機電暫態(tài)模型25-31
• 2.2.1 光伏電池陣列模型25-27
• 2.2.2 逆變器及其控制系統(tǒng)模型27-31
• 2.3 模型驗證31-34
• 2.3.1 測試系統(tǒng)31
• 2.3.2 實測對比31-33
• 2.3.3 模型對比33-34
• 2.4 本章小結34-36
• 第三章 電池儲能系統(tǒng)潮流及機電暫態(tài)建模36-49
• 3.1 引言36-37
• 3.2 電池儲能系統(tǒng)潮流模型37-40
• 3.2.1 總體結構37
• 3.2.2 有功/無功控制模塊37-38
• 3.2.3 充放電功率限制模塊38-39
• 3.2.4 換流器容量限制模塊39
• 3.2.5 電流注入模塊39-40
• 3.3 電池儲能系統(tǒng)機電暫態(tài)模型40-42
• 3.3.1 總體結構40-41
• 3.3.2 有功控制部分41
• 3.3.3 無功控制部分41-42
• 3.4 模型驗證42-47
• 3.4.1 測試系統(tǒng)42-43
• 3.4.2 潮流模型驗證43-44
• 3.4.3 機電暫態(tài)模型驗證44-47
• 3.5 本章小結47-49
• 第四章 光伏發(fā)電系統(tǒng)、電池儲能系統(tǒng)并網(wǎng)分析49-60
• 4.1 儲能系統(tǒng)的接入方式49-50
• 4.1.1 青海電網(wǎng)結構簡介49-50
• 4.1.2 儲能系統(tǒng)配置方式50
• 4.2 儲能系統(tǒng)提高電網(wǎng)接納光伏發(fā)電能力50-57
• 4.2.1 平抑光伏功率波動50-52
• 4.2.2 增強電網(wǎng)功角穩(wěn)定性52-54
• 4.2.3 輔助光伏低電壓穿越54-57
• 4.3 儲能系統(tǒng)重要參數(shù)指標57-58
• 4.4 本章小結58-60
• 第五章 總結和展望60-62
• 5.1 總結60
• 5.2 展望60-62
• 參考文獻62-66
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術論文及其他成果66-67
• 致謝67

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