儲能系統(tǒng)輔助風電并網(wǎng)爬坡控制研究.pdf

1、高滲透率風電并網(wǎng)的強波動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。本文針對這個問題，從電力系統(tǒng)、風電場、儲能系統(tǒng)三個層次，對爬坡控制指標、爬坡控制方法、能量管理策略三個方面進行了儲能系統(tǒng)輔助風電并網(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)調頻特性的分析，建立了系統(tǒng)級的動態(tài)頻率仿真模型，研究了不同爬坡限制指標下的風電并網(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)頻率偏差的風電爬坡限制指標動態(tài)優(yōu)化方法，使風電爬坡限制指標的制定與系統(tǒng)運行的頻率穩(wěn)定相關聯(lián)，為風電并網(wǎng)爬坡控制提供了一個合理的動態(tài)控制指標。
　　在風電場層面:首先分析了風電場并網(wǎng)功率爬坡的技術特性，針對儲能輔助控制風電劇烈爬坡事件的技術需求，提出了一種基于風電爬坡場景切換的儲能輔助風電爬坡控制策略，以盡可能小的儲能容量和功率需求滿足電力系統(tǒng)對風電的爬坡控制限制指標;在根據(jù)風電爬坡預測劃分不同風電爬坡場景的基礎上，提

3、出了基于爬坡場景切換的調整策略，同時利用模糊邏輯系統(tǒng)進行控制參數(shù)的自適應調整，使控制模型對不同風電爬坡事件與不同儲能能量狀態(tài)具有自適應性。
　　在儲能系統(tǒng)層面:首先分析了儲能輔助風電并網(wǎng)爬坡控制的技術需求和鋰離子電池儲能技術的壽命衰減特性，針對風電并網(wǎng)應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)內部功率優(yōu)化分配策略;在混合整數(shù)規(guī)劃模型的基礎上，提出了分別基于充放電持續(xù)時間和剩余能

4、量狀態(tài)的充放電狀態(tài)切換約束，在滿足風電場爬坡控制應用功率需求的同時，優(yōu)化儲能系統(tǒng)內部運行控制，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)濟成本。
　　電力系統(tǒng)通過系統(tǒng)運行狀態(tài)分析為風電場爬坡控制提供動態(tài)爬坡限制指標;風電場根據(jù)風電爬坡事件、風電實時功率與儲能運行狀態(tài)優(yōu)化計算儲能系統(tǒng)總功率指令;儲能系統(tǒng)接受風電場爬坡控制器計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，同時實時反饋儲能系統(tǒng)能量狀態(tài)給風電場爬坡控制器以