配合风电的电池储能系统控制策略研究

【摘要】：能源危机对人类发展提出了严峻的考验。风能作为可再生能源有着无需开采,对环境友好、技术成熟等优点,使得风电成为现阶段最具规模化开发和市场化利用条件的非水可再生能源。中国是世界上风电发展最快的国家,大力发展风电是解决中国能源问题的有效途径。由于风电具有固有的随机性与间歇性,这导致风电机组出力存在大量无法预期的波动,极大的降低了风电场的可靠性。大中型风力发电场一般直接接入电网,其功率波动会对电网频率与稳定性产生很大影响,这是制约风能利用的关键因素。在风力发电中引入大规模储能装置,可以减少风电对系统的冲击,提高风电出力与预测的一致性,保障电源电力供应的可信度,从而提高电力系统接纳风电的能力。本文首先进行了风-储联合运行的RTDS硬件在环仿真系统建模。在RTDS上对各仿真波形与数据进行了分析,所建模型及控制器有较好的准确度,为进一步研究风储配合的方法提供基础。在风电场储能功率与容量配置方面,通过粒子群优化算法对储能系统的变流器功率与电池容量进行了优化设计,根据某49.5MW风场的实际数据,在不同优化目标下应用粒子群算法对风电场储能的功率与容量进行优化,综合考虑了功率平抑效果与储能成本,并对优化后的风电场进行仿真。结果表明,该优化方法能够确定一组合适的储能功率与容量上下边界。对储能系统根据数字滤波器法平抑风电功率进行研究。首先对常用的一阶滤波算法进行改进,考虑了电池SOC等参数,使其能够在较小的储能容量与功率下使风场达到并网标准,同时保证电池SOC控制在一定的安全范围内。讨论了二阶滤波算法在风电功率平抑中的应用可能性,对比了相同时间常数一阶滤波和二阶滤波算法效果的差异。全文为储能系统在风电功率平抑中的应用提供了一定的依据。 【关键词】：电池储能系统 粒子群优化(PSO) 风储配合 风力发电 平抑功率波动
【学位授予单位】：上海交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM614;TM910
【目录】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 绪论12-20
• 1.1 选题背景及研究意义12-16
• 1.1.1 国内外风电发展现状12-15
• 1.1.2 大规模风电并网问题15-16
• 1.2 课题研究现状16-19
• 1.2.1 风力发电对电网影响的研究现状16-17
• 1.2.2 储能系统在风电中应用的研究现状17-19
• 1.3 论文的主要工作19-20
• 第二章 风电场及其储能装置20-32
• 2.1 风力发电系统相关理论20-28
• 2.1.1 风能资源20-22
• 2.1.2 风力发电原理22-24
• 2.1.3 风力发电机原理与特点24-27
• 2.1.4 电网接纳风电能力27-28
• 2.2 风力发电中的储能相关理论28-31
• 2.2.1 风电场储能方式28-30
• 2.2.2 储能方式对比与选择30-31
• 2.3 小结31-32
• 第三章 风-储联合运行仿真系统建模32-51
• 3.1 概述32-33
• 3.1.1 系统结构32
• 3.1.2 仿真环境32-33
• 3.2 双馈风机建模与仿真33-42
• 3.2.1 风力机与传动链建模34-35
• 3.2.2 风力发电机与变流器建模35-42
• 3.3 储能系统建模与仿真42-50
• 3.3.1 锂离子电池建模与仿真42-46
• 3.3.2 储能变流器建模与仿真46-50
• 3.4 小结50-51
• 第四章 储能系统功率与容量的选取与优化51-59
• 4.1 概述51
• 4.2 粒子群优化算法简述51-53
• 4.3 算例分析53-58
• 4.4 小结58-59
• 第五章 风储配合控制算法研究59-69
• 5.1 概述59
• 5.2 基本风储配合控制算法59-68
• 5.2.1 一阶滤波算法59-62
• 5.2.2 一阶滤波算法的改进62-66
• 5.2.3 二阶滤波算法66-68
• 5.3 小结68-69
• 第六章 总结与展望69-71
• 6.1 论文总结69
• 6.2 不足和展望69-71
• 参考文献71-74
• 致谢74-75
• 攻读硕士学位期间已发表或录用的论文75

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

日本有望超过德国引领光伏储能市场    

大规模储能系统控制模式研究    徐传进;吴琪;徐正华;雷凯;林云松;

风力发电储能逆变供电与经济分析    江云;

新型储能体系的探索    王高军;曲群婷;赵娜红;吴宇平;

用于松弛调峰瓶颈的储能系统容量配置方法    严干贵;冯晓东;李军徽;穆钢;谢国强;董效辰;王芝茗;杨凯;

德国拟大力推动光伏储能系统开发    

集装箱储能系统散热及抗震性研究    张子峰;王林;陈东红;王骁雄;朱东梅;李丽娜;

也议储能制动及其设想    施国权;

化学储能功率转换系统的研究    吴国荣;李志强;王思耕;鹿怀骥;

风电场复合储能系统容量配置的优化设计    张坤;毛承雄;谢俊文;陆继明;王丹;曾杰;陈迅;

平滑可再生能源发电系统输出波动的储能系统容量优化方法    于波;王成山;肖峻;郭力;

储能系统规划设计软件的介绍与应用    肖峻;白临泉;李振生;梁海深;于波;

新型储能体系的探索    王高军;曲群婷;赵娜红;吴宇平;

储能系统提高新能源发电接入电网能力研究    李木一;

微网中分布式储能系统的控制参数优化方法    陈奕;张步涵;代晓康;毛承雄;赵爽;

光伏电站储能系统配置研究    孙庆;何一;

一种有效的潜热储能球床放热性能的数值分析方法    夏莉;张鹏;

混合储能方案平衡独立光伏发电系统功率变化    侯世英;房勇;孙韬;宋星;

水电风能互补调节系统的研究    金华频;董大富;徐锦才;

大容量电池储能系统的应用及典型设计    吴福保;杨波;叶季蕾;薛金花;

资本掘金储能业市场细分趋向明朗    房田甜

俞振华：储能产业需政策驱动    本报记者 王荣

我国储能应用技术酝酿突破    特约记者 顾定槐

新能源储能研发项目落户射阳    李玲

A123看好电网储能 借“合资”撬动中国市场    本报记者 房田甜　实习记者 董乐

储能规模化还有很长的路要走    本报记者 栗清振

南都电源：业绩有望走出低谷    本报记者 高晓娟

珠海银通：高品质新能源产业的整合者    本报记者 汤兆宏

电池储能电站的安全性问题    中国工程院院士 杨裕生

可再生能源发电与微网中储能系统的构建与控制研究    曾杰

抑制风电对电网影响的储能系统优化配置及控制研究    李军徽

风电及含风电微网中储能系统的容量配置研究    汪伟

微电网混合储能系统单体建模及容量配置的研究    李奇

混合储能系统的控制策略与容量优化研究    苗骁健

2MW/10kV高压级联H桥电池储能系统设计与实现    曹阳

基于智能控制超导磁储能系统的设计与分析    王山川

适用于调频的储能系统配置策略研究    丁冬

储能系统提高风电跟踪计划出力能力的控制方法研究    闫鹤鸣

抑制风电对电网影响的储能系统调控策略研究    马倩

虚拟同步发电机特性的能量型储能系统控制策略研究    罗宏健

基于储能系统变流器控制的并网风电场功率调节研究    任威

配合风电的电池储能系统控制策略研究    高孝天