風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合系統(tǒng)運(yùn)行特性與控制策略研究.pdf

1、風(fēng)能是目前國(guó)內(nèi)外應(yīng)用較為廣泛的一種綠色可再生能源，近幾年我國(guó)風(fēng)電產(chǎn)業(yè)的發(fā)展十分迅速。但是，伴隨著風(fēng)電的大規(guī)模并網(wǎng)，風(fēng)能具有的隨機(jī)性、波動(dòng)、間歇性的本質(zhì)特征也給電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了不利的影響。解決這一問(wèn)題的有效途徑之一是為風(fēng)電場(chǎng)配置電池儲(chǔ)能系統(tǒng)。因此，近年來(lái)風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能裝置的裝備、容量配置及風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合運(yùn)行控制成為了研究和應(yīng)用示范的熱點(diǎn)。
　　由于儲(chǔ)能電池成本高、使用壽命相對(duì)較短，往往需要以很小的儲(chǔ)能容量配置來(lái)?yè)?dān)負(fù)風(fēng)電場(chǎng)的有功出力

2、平滑任務(wù)，這同時(shí)也給電池系統(tǒng)的控制帶來(lái)了挑戰(zhàn)。本文中以某中型實(shí)際風(fēng)場(chǎng)為例，就風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合運(yùn)行中的控制策略進(jìn)行了研究，著重探討了以鋰離子電池儲(chǔ)能系統(tǒng)抑制雙饋風(fēng)機(jī)風(fēng)場(chǎng)出力波動(dòng)的控制策略，同時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)支撐作用的虛擬慣量補(bǔ)償策略，以及與有功平滑同步的并網(wǎng)點(diǎn)無(wú)功補(bǔ)償策略。主要工作有以下幾方面：
　　1、對(duì)風(fēng)電場(chǎng)和儲(chǔ)能電池組成的聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行建模。建立了雙饋感應(yīng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)、鋰離子電池，儲(chǔ)能變流器等元件的動(dòng)態(tài)模型，并建立了雙饋風(fēng)電場(chǎng)的等

3、效聚合模型，為仿真研究提供了基礎(chǔ)；
　　2、在分析風(fēng)場(chǎng)原始有功出力特性后，提出了基于一階低通濾波原理的帶儲(chǔ)能 SOC水平控制的風(fēng)功率平滑控制策略。實(shí)現(xiàn)了在風(fēng)能持續(xù)單向變化情況下，可保證出力變化滿足并網(wǎng)要求的儲(chǔ)能系統(tǒng)的SOC水平控制，使采用等同于風(fēng)場(chǎng)容量10％的儲(chǔ)能電池能夠完成持續(xù)平抑風(fēng)電場(chǎng)出力波動(dòng)的工作；
　　3、提出了一種風(fēng)儲(chǔ)協(xié)調(diào)慣量響應(yīng)控制方法。針對(duì)風(fēng)場(chǎng)提供慣量響應(yīng)支撐系統(tǒng)頻率時(shí)易受風(fēng)機(jī)運(yùn)行工作點(diǎn)限制的問(wèn)題，分析了儲(chǔ)能虛

4、擬慣量補(bǔ)償?shù)脑砑芭渲萌萘?，利用風(fēng)儲(chǔ)協(xié)調(diào)慣量控制實(shí)現(xiàn)在保證風(fēng)場(chǎng)運(yùn)行安全性和經(jīng)濟(jì)性的前提下起到暫態(tài)支撐作用；
　　4、分析了風(fēng)電并網(wǎng)后帶來(lái)的接入點(diǎn)電壓和功率因數(shù)波動(dòng)問(wèn)題，提出了一種以儲(chǔ)能為主、風(fēng)場(chǎng)為輔的風(fēng)儲(chǔ)協(xié)調(diào)無(wú)功控制策略，討論了同時(shí)考慮無(wú)功控制和有功平滑時(shí)儲(chǔ)能變流器的容量配置。
　　5、將上述控制策略應(yīng)用于某風(fēng)儲(chǔ)示范工程建設(shè)中。在含有2MW大容量?jī)?chǔ)能電池的風(fēng)電場(chǎng)中進(jìn)行了現(xiàn)場(chǎng)試運(yùn)行調(diào)試，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證了所提策略的實(shí)際可行有效性。