多類型儲能系統(tǒng)平抑風電場功率波動的協(xié)調(diào)控制策略研究.pdf

1、新型可再生能源的利用已經(jīng)成為解決能源危機和全球變暖的有效手段，其中風電作為一種新型可再生友好型能源已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。但是風力發(fā)電受天氣環(huán)境影響嚴重，具有間歇性、隨機性和不確定性等特點，這些特點集中地表現(xiàn)為風電功率的隨機波動特性。隨著風力發(fā)電應(yīng)用規(guī)模的不斷擴大，其給電網(wǎng)安全帶來的挑戰(zhàn)也越來越大。它不僅影響電能質(zhì)量、嚴重時會威脅到整個電網(wǎng)運行的穩(wěn)定與安全。如何有效平抑風電功率波動已是當下電力部門亟需解決的問題。在風電場配置一定容量的儲能

2、設(shè)備，在對其歷史功率數(shù)據(jù)進行充分分析后結(jié)合儲能設(shè)備可充可放的特點，充分發(fā)揮功率型儲能設(shè)備和能量型儲能設(shè)備的各自優(yōu)點，用于平抑風電功率波動，是減少風電有功功率波動對電網(wǎng)沖擊的有效途徑之一。
　　本文首先根據(jù)傅里葉變換對風電功率的頻譜特性進行分析，進而提出一種基于實時離散小波變換的分頻方法，用于風電場波動功率在多類型儲能系統(tǒng)間的分配。以風電場典型日的歷史功率數(shù)據(jù)為研究對象，基于風電場波動功率頻率高低的分配原則，用功率型儲能設(shè)備去平抑短

3、期風電功率波動，能量型儲能設(shè)備抑制較長期功率波動，實現(xiàn)風電功率的實時分析與儲能功率的合理分配;然后參考分配功率值與投入時間長短，經(jīng)過分析統(tǒng)計，得到合理有效的容量和功率配置方案。
　　構(gòu)建了合理的儲能系統(tǒng)評價指標，在此基礎(chǔ)上提出了一種基于雙層模糊控制原理、應(yīng)用于平抑風電功率波動的多類型儲能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制方法——即具有SOC調(diào)節(jié)和平滑輸出效果改善功能的多類型儲能雙層模糊控制方法，能夠?qū)崟r調(diào)節(jié)儲能設(shè)備的充放電功率，防止其荷電狀態(tài)越限、增

4、強儲能系統(tǒng)運行可靠性，削弱因單層模糊控制對平滑效果的影響。仿真結(jié)果表明本文所采用的控制策略能較好抑制風電功率波動，同時驗證了雙層模糊控制方法較單層控制方法的優(yōu)越性。
　　詳細論述了雙向DC/DC和DC/AC變流器的控制方法，建立其數(shù)學模型，并在Matlab/simulink中搭建了多類型儲能系統(tǒng)仿真模型，通過仿真實驗驗證了該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和其控制方法的合理性和有效性。然后將風電機組接入儲能系統(tǒng)模型組成風-儲微網(wǎng)仿真模型，結(jié)合建立在小波分