提高电力系统风电接纳能力的储能优化配置研究

【摘要】：越来越多的大中型风电场相继建成并投入电网运行,由于风电出力的波动性、不稳定性及低电压穿越等技术瓶颈问题一时间得不到完全解决,风电并网会给电网的安全、稳定运行带来严重影响,甚至会给电网造成破坏性冲击。大容量储能技术能够为电网提供快速的有功、无功支撑,改善电网功率分布,维持电网频率和电压稳定等,从而提高风电并网接纳能力。目前,风电并网接纳能力的量化研究通常采用比较粗略的指标,很难有通用的准则,而在此基础上配合接入的储能系统的选址和容量配置工作也大多从经济性角度出发,或由预测的累积误差来确定,很少有从储能系统对大规模风电并网运行性能的影响和改善方面出发来进行选址和容量配置。 本文首先基于电力系统分析综合程序(PSASP)建立了发输电网、风电场和储能系统仿真模型,通过初始潮流计算验证了各模型参数的有效性,也为验证本文提出的理论方法的正确性和有效性提供了平台。风电接纳能力的研究从风电场并网位置的选择和最大注入功率计算两方面进行,针对具体接入电网的稳定特性进行全面的分析,得到量化结果。利用储能提高电力系统风电接纳能力时,考虑到目前储能发展主要面临的技术和成本制约,对储能系统进行了包括选址与定容在内的优化配置研究。关于储能系统的选址,通过建立指标评估模型,评估不同储能接入点在改善电网电压水平、提高电网稳定性以及降低网损方面的效果,从而进行合理选址并在此基础上实现了容量的初步配置。为了近一步实现容量的优化配置,针对目前电力市场的发展,构建以综合效益最大化为目标的多目标最优潮流模型,最优潮流指导下的储能系统的容量较优化前有所降低,同时,电力系统运行的安全性、稳定性以及经济性较优化前有所提高。 【关键词】：风电接纳能力 储能系统 评估指标 最优潮流 多目标优化
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 引言10-11
• 1.2 课题研究现状11-16
• 1.2.1 电网对风电接纳能力的研究现状11-12
• 1.2.2 储能技术的发展及其在风电并网中的应用现状12-15
• 1.2.3 风储协调运行中储能系统优化配置的研究现状15-16
• 1.3 本文主要工作16-17
• 第2章 基于PSASP的算例模型分析17-24
• 2.1 36节点系统模型17-18
• 2.2 大规模风电场模型18-20
• 2.2.1 风电场等级划分与机组选择18-19
• 2.2.2 风电场并网等值模型19
• 2.2.3 仿真计算中风电场处理方法19-20
• 2.3 储能系统模型20-22
• 2.3.1 储能系统的基本结构与分类20
• 2.3.2 配合风电系统的储能系统的接入方式20-21
• 2.3.3 仿真计算中储能系统模型及处理方法21-22
• 2.4 初始潮流计算22-23
• 2.4.1 电网初始潮流计算22
• 2.4.2 风电场并网后初始潮流计算22-23
• 2.5 本章小结23-24
• 第3章 风电接纳能力的研究24-35
• 3.1 引言24
• 3.2 风电接纳能力的定性与定量分析24-27
• 3.2.1 影响风电接纳能力的因素24-25
• 3.2.2 风电场并网选址分析25-26
• 3.2.3 风电场最大注入功率确定26-27
• 3.3 算例仿真分析27-33
• 3.3.1 风电场选址优先级排序27-29
• 3.3.2 风电场最大注入功率计算29-32
• 3.3.3 提高风电接纳能力的主要措施32-33
• 3.4 本章小结33-35
• 第4章 指标评估下的储能系统选址研究35-46
• 4.1 引言35
• 4.2 储能系统基本配置原则35-36
• 4.2.1 ESS兼容可再生能源发电的配置原则35
• 4.2.2 基于CRG/MESS的储能系统基本配置原则35-36
• 4.3 用于储能系统选址的指标评估模型36-39
• 4.3.1 评估指标的选取36-37
• 4.3.2 评估指标模型的建立37-38
• 4.3.3 基于评估指标模型的储能选址流程38-39
• 4.4 算例仿真分析39-44
• 4.4.1 评估指标的计算与分析40-42
• 4.4.2 储能系统选址评估结果42-43
• 4.4.3 储能系统容量初步配置43-44
• 4.5 本章小结44-46
• 第5章 基于多目标最优潮流的储能系统容量优化配置46-55
• 5.1 引言46
• 5.2 最优潮流问题46-48
• 5.2.1 最优潮流模型及其电力市场中的应用46-47
• 5.2.2 储能系统容量配置的多目标优化模型47-48
• 5.3 多目标最优潮流模型48-51
• 5.3.1 多目标最优潮流模型的建立48-50
• 5.3.2 多目标最优潮流模型的求解50-51
• 5.4 算例仿真分析51-54
• 5.4.1 容量初步配置下的潮流数据51-52
• 5.4.2 多目标等权重赋值优化结果52-53
• 5.4.3 单目标优化结果与对比分析53-54
• 5.5 本章小结54-55
• 第6章 结论与展望55-57
• 6.1 结论55
• 6.2 展望55-57
• 参考文献57-61
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文61-62
• 致谢62

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

超导磁储能系统抑制风力发电功率波动的研究    崔林;文劲宇;程时杰;

风光复合发电系统中储能单元的容量优化设计    程苗苗;康龙云;徐大明;孙耀杰;

电力系统最优潮流算法研究综述    成海滨;沈茂亚;

储能技术的发展及其在电力系统中的应用    张雪莉;刘其辉;李建宁;李赢;

飞轮储能系统改善并网风电场稳定性的研究    阮军鹏;张建成;汪娟华;

与风电并网相关的研究课题    雷亚洲

双馈式风力发电机低电压穿越技术分析    王伟;孙明冬;朱晓东;

串并联型超级电容器储能系统在风力发电中的应用    张步涵;曾杰;毛承雄;王云玲;

基于电力系统暂态稳定分析的风电场穿透功率极限计算    申洪,梁军,戴慧珠

风力发电的发展及其市场前景    杨秀媛,梁贵书

微网中复合储能的互补配置研究    梁惠施;范明天;张祖平;

大型风电场接入电网的稳定性问题研究    迟永宁

远距离大容量风水互补系统的优化调度    田建伟;胡兆光;吴俊勇;周景宏;

单周期控制在风力发电并网逆变器中的应用    付勋波;

变频技术在变速恒频异步风力发电系统中的应用    苑国锋;李永东;

风电机组并网问题研究    黄守道;孙延昭;黄科元;

考虑风速特性的动态电压崩溃指标    马瑞;周志飞;徐慧明;徐晓东;

基于定子磁链的双馈风力发电系统矩阵变换器调制策略    宋战锋;夏长亮;

钒液流电池的建模与充放电控制特性    丁明;陈中;林根德;

风电功率特性分析及其不确定性解决方案    袁越;李强;李群;张新松;

风电场不同控制策略对电网电压稳定影响的分析    薛尚青;蔡金锭;

The Control System Simulation of Variable-Speed Constant-Frequency Wind Turbine    窦金延;曹娜;

基于叶素理论MW级水平轴风力发电机系统建模研究    高明;吴志强;

风电场集中与分布并网对地区电网电压的影响研究    张硕;朱莉;杜林;刘永民;梅小丽;

自抗扰控制技术在变速恒频双馈风力发电系统中的应用    周雪松;李超;马幼捷;李季;于阳;

An Automatic and Efficient Solar Charging System    

风电并网技术研究    赵莹;邹亚麟;

风电场并网对地区电网电能质量的影响分析    朱涛;李文云;吴琛;李玲芳;申洪;黄镔;

大规模风力发电场并网技术要求    陈云锋;

含风电场电力系统潮流计算    吴义纯;丁明;张立军;

大规模储能技术在风力发电中的应用研究    王文亮;秦明;刘卫;

飞轮储能辅助的含风电电力系统自动发电控制    周玉洁;刘世林;文劲宇;

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究    钱军

变速恒频风力发电系统故障特性与保护技术研究    撖奥洋

受端系统暂态电压稳定机理研究    仲悟之

非并网风电直供系统方案设计及控制策略研究    刘慧芳

风电社会效益评估及其并网的经济性影响研究    沈又幸

双馈风力发电系统中双变流器优化联合控制    贾俊川

风电场与输电网协调规划的模型和方法研究    王茜

飞轮储能技术及其在电力系统控制中的应用研究    吴晋波

分布式并网发电系统低电压穿越问题的若干关键技术研究    蔚兰

风力发电机组暂态模型和稳定性分析方法研究    陈建伟

考虑风速随机性的风电场电压相关问题的研究    周志飞

风电价格政策分析及其评价    裴小妮

分岔理论在风电系统电压稳定分析中的应用    许珊珊

风电场动态无功补偿方案设计    冯凯辉

基于鲁棒优化的POOL模式下的发电商自调度研究    文强

双馈式风力发电系统低压穿越暂态优化控制    陈智勇

风电机组变桨距实验平台数字物理混合设计及仿真    杨先有

风电机组监控安全通信系统设计与实现    林媛源

变速恒频风力发电系统的运行仿真及谐波特性研究    李斌

超导磁储能系统抑制风力发电功率波动的研究    崔林;文劲宇;程时杰;

风能、太阳能储能用铅蓄电池的开发前景    柴树松;

超导储能改善并网风电场稳定性的研究    吴俊玲,吴畏,周双喜

我国风力与太阳能发电的发展与展望    严陆光

永磁同步电机风力发电系统的自寻优控制    闫耀民,范瑜,汪至中

高温超导飞轮储能技术发展现状    邓自刚;王家素;王素玉;郑珺;马光同;林群煦;张娅;

储能技术及其在现代电力系统中的应用    程时杰,文劲宇,孙海顺

飞轮储能系统改善并网风电场稳定性的研究    阮军鹏;张建成;汪娟华;

双馈感应发电机动态模型的研究    李晶,王伟胜,宋家骅

人工智能在电力系统中的应用    韩祯祥,文福拴,张琦

变速恒频风电机组并网运行模型研究及其应用    申洪

大型风电场电压稳定性分析与控制研究    潘文霞

异步化同步发电机励磁控制及其稳定性分析    应黎明

风/光互补混合发电系统优化设计    李爽

并网型风力发电机组的动态仿真    张小芳

风力发电对电网的影响研究    刁瑞盛

风电机输出功率波动平抑控制的可行性研究    黄亚峰

建“言”能源储能技术的最新进展分析    李建林;

钒电池工作特性及在风电中的应用前景    王文亮;刘卫;

电力储能技术应用前景分析    张宇;俞国勤;施明融;杨林青;何维国;卫春;

大规模风电并网对电网的影响及抑制措施研究    许睿超;罗卫华;

储能:有能者上 优能者胜    本刊编辑部;

储能技术在风力发电系统中的应用    贾宏新;张宇;王育飞;何维国;符杨;

超级电容储能技术在分布式发电系统中的应用    刘伟;康积涛;李珊;崔军飞;

风力发电中的储能与超级电容器    邓隐北;

储能装置延缓配电网升级的探讨    夏翔;雷金勇;甘德强;

新能源接入综合系统研究与实现    张征;王晓蓉;

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;

漕溪站镍氢电池储能系统测试与分析    张宇;朴红艳;王新刚;王佳斌;钱晨巍;

光伏电站储能系统配置研究    孙庆;何一;

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;

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;

可并网电池储能系统管理软件的设计方案初探    陈汗青;王国刚;冯汉春;

先进储能技术在环渤海风电发展中的应用前景分析    鄂宝民;黄旭;庞立军;陈昀;支伟;

大规模储能技术在风力发电中的应用研究    王文亮;秦明;刘卫;

电力储能在不同电压等级配电网中的应用    张祖平;刘思革;梁惠施;

靖边县龙洲乡风电场风能资源特征分析    何晓嫒;陈建文;王琦;雷杨娜;崔巍;

储能：电力生产新环节 能源节约新思路    本报记者 曹建萍

钠硫电池储能系统自主研发成功    顾定槐

储能下一步：商业化    本报记者 段逸倩

春兰清洁能源研究院为世博“储能”    本报记者 张晔　通讯员 刘月青 周莹

融科储能技术变“垃圾电”为“宝贝电”    本报记者 高荆萍　通讯员 李楠

世界首台超导限流—储能系统样机研制成功    陈建辉

江苏：建亚洲最大风电场    刘海

世界最大海上风电场在英启用    记者 王涛

象山风电建设风生水起    象山记者站 陈光曙　丁华 记者 王量迪

应加强风电场雷电监测评估和预警    中国气象局公共气象服务中心 杨振斌　姚雯

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

基于储能的直驱风力发电系统优化控制策略    张坤

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

电池储能系统及其在风—储孤网中的运行与控制    彭思敏

基于混合储能的风电场实时功率调控系统研究    于芃

超级电容器直流储能系统分析与控制技术的研究    张慧妍

复合相变储能材料的研制与潜热储能中热物理现象的研究    夏莉

风电场动态等值建模方法研究    苏勋文

风电场有功功率控制系统关键技术研究    郑刚

大规模风电场群联网的源网协调性研究    崔杨

提高电力系统风电接纳能力的储能优化配置研究    张雪莉

储能系统在风电场中的应用    吴少峰

提高风电接入能力的大规模储能系统容量配置研究    冯晓东

混合式风—储电站出力互补机制及其能量管理策略研究    张冠锋

应用于平抑风电功率波动的多类型储能系统容量配置与协调控制研究    洪海生

储能电站集电系统若干问题研究    邱名义

储能系统提高风力发电并网系统运行稳定性的研究    陈伟

混合储能系统控制策略与容量配置研究    谢石骁

大容量储能系统的控制与保护策略研究    徐涛

利用储能系统平抑风电功率波动的仿真研究    宇航