儲能系統(tǒng)輔助風(fēng)電并網(wǎng)爬坡控制研究.pdf

1、高滲透率風(fēng)電并網(wǎng)的強(qiáng)波動(dòng)性和高不確定性對電力系統(tǒng)帶來了諸多挑戰(zhàn)，尤其是劇烈的風(fēng)電爬坡事件對電網(wǎng)有功功率平衡和頻率穩(wěn)定的影響。本文針對這個(gè)問題，從電力系統(tǒng)、風(fēng)電場、儲能系統(tǒng)三個(gè)層次，對爬坡控制指標(biāo)、爬坡控制方法、能量管理策略三個(gè)方面進(jìn)行了儲能系統(tǒng)輔助風(fēng)電并網(wǎng)爬坡控制的理論研究。
　　在電力系統(tǒng)層面:首先通過對電力系統(tǒng)調(diào)頻特性的分析，建立了系統(tǒng)級的動(dòng)態(tài)頻率仿真模型，研究了不同爬坡限制指標(biāo)下的風(fēng)電并網(wǎng)功率對系統(tǒng)頻率穩(wěn)定性的影響;然后提出

2、了一種考慮系統(tǒng)頻率偏差的風(fēng)電爬坡限制指標(biāo)動(dòng)態(tài)優(yōu)化方法，使風(fēng)電爬坡限制指標(biāo)的制定與系統(tǒng)運(yùn)行的頻率穩(wěn)定相關(guān)聯(lián)，為風(fēng)電并網(wǎng)爬坡控制提供了一個(gè)合理的動(dòng)態(tài)控制指標(biāo)。
　　在風(fēng)電場層面:首先分析了風(fēng)電場并網(wǎng)功率爬坡的技術(shù)特性，針對儲能輔助控制風(fēng)電劇烈爬坡事件的技術(shù)需求，提出了一種基于風(fēng)電爬坡場景切換的儲能輔助風(fēng)電爬坡控制策略，以盡可能小的儲能容量和功率需求滿足電力系統(tǒng)對風(fēng)電的爬坡控制限制指標(biāo);在根據(jù)風(fēng)電爬坡預(yù)測劃分不同風(fēng)電爬坡場景的基礎(chǔ)上，提

3、出了基于爬坡場景切換的調(diào)整策略，同時(shí)利用模糊邏輯系統(tǒng)進(jìn)行控制參數(shù)的自適應(yīng)調(diào)整，使控制模型對不同風(fēng)電爬坡事件與不同儲能能量狀態(tài)具有自適應(yīng)性。
　　在儲能系統(tǒng)層面:首先分析了儲能輔助風(fēng)電并網(wǎng)爬坡控制的技術(shù)需求和鋰離子電池儲能技術(shù)的壽命衰減特性，針對風(fēng)電并網(wǎng)應(yīng)用中儲能電池可能出現(xiàn)的過充過放和頻繁充放電切換現(xiàn)象，提出了一種考慮電池循環(huán)壽命的多單元儲能系統(tǒng)內(nèi)部功率優(yōu)化分配策略;在混合整數(shù)規(guī)劃模型的基礎(chǔ)上，提出了分別基于充放電持續(xù)時(shí)間和剩余能

4、量狀態(tài)的充放電狀態(tài)切換約束，在滿足風(fēng)電場爬坡控制應(yīng)用功率需求的同時(shí)，優(yōu)化儲能系統(tǒng)內(nèi)部運(yùn)行控制，延長儲能單元的循環(huán)壽命，從而降低了儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)成本。
　　電力系統(tǒng)通過系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)分析為風(fēng)電場爬坡控制提供動(dòng)態(tài)爬坡限制指標(biāo);風(fēng)電場根據(jù)風(fēng)電爬坡事件、風(fēng)電實(shí)時(shí)功率與儲能運(yùn)行狀態(tài)優(yōu)化計(jì)算儲能系統(tǒng)總功率指令;儲能系統(tǒng)接受風(fēng)電場爬坡控制器計(jì)算得到的總功率指令并根據(jù)各儲能單元狀態(tài)優(yōu)化分配總功率指令，同時(shí)實(shí)時(shí)反饋儲能系統(tǒng)能量狀態(tài)給風(fēng)電場爬坡控制器以