風(fēng)電場配置復(fù)合儲能的容量規(guī)劃與優(yōu)化控制研究.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，化石能源的供應(yīng)逐漸顯露不足，與此同時，國民生產(chǎn)生活水平持續(xù)快速增長，對電力需求也大幅增長。風(fēng)能具有很多優(yōu)點，例如:分布面積廣、儲存含量豐富、可再生、無污染等。但風(fēng)能發(fā)電也具有明顯的缺點:一方面，風(fēng)力發(fā)電的波動性、隨機性和間歇性強;另一方面，大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)會對電網(wǎng)的穩(wěn)定運行造成嚴(yán)重影響。
　　儲能裝置的物理特性使之具有瞬時交換功率大、指令響應(yīng)迅速快、調(diào)節(jié)精度準(zhǔn)確等優(yōu)點。近些年，制造成本不斷下降，儲能容量不斷增

2、加，儲能技術(shù)的飛速發(fā)展使得把儲能系統(tǒng)大規(guī)模引入電力系統(tǒng)成為現(xiàn)實。目前，針對風(fēng)電場儲能容量的配置及運行策略問題，國內(nèi)外專家學(xué)者已進(jìn)行了大量的研究，但是仍然存在一定的問題。本文通過大量分析風(fēng)功率波動特性建立以平滑功率輸出為目的目標(biāo)功率優(yōu)化計算模型，在此之上根據(jù)不同種類儲能裝置特性和數(shù)學(xué)模型，建立了復(fù)合儲能系統(tǒng)超前控制策略。本文的主要工作具體如下:
　　第一章簡要概述本文的研究背景和意義，分析儲能系統(tǒng)平抑風(fēng)功率波動的可行性。歸納總結(jié)了風(fēng)

3、力發(fā)電技術(shù)和儲能技術(shù)的發(fā)展研究現(xiàn)狀，并對國內(nèi)外學(xué)者在儲能技術(shù)應(yīng)用于平抑風(fēng)功率波動方面的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析總結(jié)。
　　第二章對鋰離子電池、鋅鎳電池、全釩液流電池、鉛酸電池以及鈉硫電池等化學(xué)儲能電池的特性進(jìn)行了深入研究，為風(fēng)電場配置合適的儲能電池提供參考依據(jù)。最后根據(jù)風(fēng)電場周圍環(huán)境條件和不同儲能系統(tǒng)的物理特性，確定本文所使用的具體儲能電池類型。
　　第三章為了提高風(fēng)電利用率和降低儲能系統(tǒng)配置容量，建立以期望功率方差最小為目標(biāo)函數(shù)的

4、目標(biāo)功率優(yōu)化計算模型，確定最優(yōu)平抑目標(biāo)。針對不同儲能裝置的特性將期望功率進(jìn)行高低頻分解，進(jìn)行混合儲能系統(tǒng)平抑目標(biāo)分配。以儲能系統(tǒng)總成本最小為目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建儲能容量優(yōu)化模型，并提出復(fù)合儲能運行策略。最后通過實際算例驗證本文提出的充放電策略和容量優(yōu)化計算模型可以取得較好的平抑效果和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
　　第四章為有效實現(xiàn)鉛酸蓄電池和超級電容的協(xié)調(diào)平抑，在改進(jìn)不同儲能平抑目標(biāo)分配的基礎(chǔ)上，基于超短期風(fēng)功率預(yù)測提出HESS的超前控制策略;然后建立超