風(fēng)電站電池儲能系統(tǒng)的研究.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電是目前新能源領(lǐng)域最有發(fā)展前景、應(yīng)用最廣泛的發(fā)電方式之一。但是風(fēng)能是一種天然能源，具有間歇性和波動性，風(fēng)電并網(wǎng)后會給系統(tǒng)的電壓、頻率和穩(wěn)定性帶來諸多不利影響，難以滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定的供電需求，而通過將儲能技術(shù)引入風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)，調(diào)節(jié)儲能系統(tǒng)使其快速吞吐風(fēng)電機組的有功出力，可以將并網(wǎng)的風(fēng)電出力波動限制在允許范圍內(nèi)，很好地解決了風(fēng)電的并網(wǎng)利用問題。針對風(fēng)電場的電池儲能系統(tǒng)，本文開展了以下研究：
　　不同類型的儲能電池在技術(shù)、經(jīng)濟、安

2、全方面的側(cè)重各有不同，在實際應(yīng)用中電池的選擇問題值得研究。本文對適用于風(fēng)力發(fā)電的各種儲能電池進(jìn)行詳細(xì)對比分析，論述了全釩液流電池相對于其他電池更適合用于風(fēng)力發(fā)電儲能。建立了全釩液流電池的電氣模型并在Matlab/simulink平臺上搭建模型，對其充放電過程進(jìn)行仿真分析，驗證了所建立模型的準(zhǔn)確性和釩電池用于風(fēng)力發(fā)電的適用性。
　　儲能電池的容量選擇關(guān)系到并網(wǎng)輸出容量大小和投資合理性問題，本文根據(jù)理論推導(dǎo)和實例計算，提出了電池容量的

3、選擇依據(jù)。綜合考慮電池儲能系統(tǒng)的經(jīng)濟效益和全生命周期的投資成本，以實現(xiàn)全生命周期內(nèi)的凈收益最大化為目標(biāo)，考慮儲能系統(tǒng)正常運行時的約束條件建立了容量優(yōu)化模型，并采用粒子群算法尋求該模型下的最優(yōu)容量。通過實例計算，驗證了所建優(yōu)化模型的有效性和可行性。
　　儲能電池和能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)是電池儲能系統(tǒng)的核心部分，通過對能量轉(zhuǎn)換系統(tǒng)進(jìn)行控制實現(xiàn)儲能電池的充放電。本文研究了電池儲能系統(tǒng)的配置方式及功率變換器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，在此基礎(chǔ)上分析了功率變換器的控

4、制策略。在Matlab/simulink平臺上搭建了儲能系統(tǒng)的仿真模型，對所設(shè)計的控制策略進(jìn)行驗證。仿真的結(jié)果表明， DC/DC變流器能夠維持直流高壓側(cè)的電壓穩(wěn)定而DC/AC變換器能夠跟蹤輸出有功功率、無功功率給定值。
　　傳統(tǒng)的風(fēng)電平滑策略不能實現(xiàn)對儲能電池SOC的有效控制，而維持電池SOC在合理水平是儲能系統(tǒng)持續(xù)平滑風(fēng)電的關(guān)鍵。對此，本文建立了評價電池儲能系統(tǒng)運行工況的兩個指標(biāo)，根據(jù)電池剩余電量和儲能系統(tǒng)的出力指令，設(shè)計了模糊