可再生能源發(fā)電與微網(wǎng)中儲(chǔ)能系統(tǒng)的構(gòu)建與控制研究.pdf

1、近幾年來(lái)，我國(guó)加快了可再生能源開(kāi)發(fā)利用。但是，以風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電為代表的間歇性可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的功率輸出存在不連續(xù)，不穩(wěn)定，低密度，隨時(shí)間、季節(jié)以及氣候變化而變化等特點(diǎn)，隨著這些能源的發(fā)電設(shè)備容量在電網(wǎng)中比重的增加，會(huì)對(duì)同步系統(tǒng)產(chǎn)生許多負(fù)面影響。
　　 儲(chǔ)能技術(shù)為間歇性可再生能源系統(tǒng)提供了能量緩沖、平衡和后備的手段，是改善間歇性可再生能源利用的有效途徑，也是近年來(lái)國(guó)內(nèi)外研究開(kāi)發(fā)非?；钴S的領(lǐng)域。在各種儲(chǔ)能技術(shù)中，鉛酸蓄電

2、池雖然不是性能最優(yōu)異的儲(chǔ)能設(shè)備，但其技術(shù)成熟、可靠性高、成本較低；而作為新興儲(chǔ)能技術(shù)，超級(jí)電容器具有功率密度大、充電能量密度高的優(yōu)點(diǎn)，適合大電流和短時(shí)間充放電的場(chǎng)合，且使用壽命長(zhǎng)，不易老化；因此，本文將主要圍繞鉛酸蓄電池儲(chǔ)能技術(shù)和超級(jí)電容器儲(chǔ)能技術(shù)在間歇性可再生能源發(fā)電系統(tǒng)的相關(guān)應(yīng)用展開(kāi)研究。
　　 本文詳細(xì)分析了基于電壓源型電力電子變換器的鉛酸蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)（BatteryEnergy Storage System，BESS）

3、的基本原理，在此基礎(chǔ)上，建立了BESS的數(shù)學(xué)模型。
　　 為了實(shí)現(xiàn)對(duì)風(fēng)電機(jī)組平滑有功功率輸出以及提高異步風(fēng)力發(fā)電機(jī)穩(wěn)定性的控制，本文提出一種考慮電壓閥值的解耦控制策略，仿真結(jié)果表明，BESS可以緩解風(fēng)電場(chǎng)對(duì)電網(wǎng)的不利影響，既可以改善風(fēng)電機(jī)組有功功率輸出不穩(wěn)定，也可以提高異步風(fēng)電機(jī)組在網(wǎng)絡(luò)故障后的穩(wěn)定性。為了保護(hù)鉛酸蓄電池，防止其過(guò)充過(guò)放，本文提出一種考慮鉛酸蓄電池荷電狀態(tài)的一階濾波有功控制策略，仿真結(jié)果表明，BESS可以在平滑風(fēng)

4、電場(chǎng)有功功率輸出的同時(shí)，有效保護(hù)儲(chǔ)能體。
　　 異步發(fā)電機(jī)在運(yùn)行過(guò)程中要吸收無(wú)功功率，如果系統(tǒng)無(wú)功不足或支撐能力不強(qiáng)，風(fēng)電場(chǎng)中異步發(fā)電機(jī)可能會(huì)失去穩(wěn)定。本文提出利用串并聯(lián)型超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)減小風(fēng)電輸出功率波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的影響，提高異步風(fēng)電機(jī)組在網(wǎng)絡(luò)故障后的穩(wěn)定性。本文詳細(xì)分析了串并聯(lián)型超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)的基本原理，在此基礎(chǔ)上，建立了串并聯(lián)型超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，提出將并聯(lián)補(bǔ)償控制器控制成平滑風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)出力，將串聯(lián)補(bǔ)償控制

5、器控制成維持風(fēng)電機(jī)組端口電壓穩(wěn)定，串并聯(lián)型超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用于風(fēng)電場(chǎng)的調(diào)節(jié)作用，仿真結(jié)果表明，將串并聯(lián)型超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用于風(fēng)電場(chǎng)后，既可改善風(fēng)電機(jī)組有功功率輸出不穩(wěn)定，也可提高異步風(fēng)電機(jī)組在網(wǎng)絡(luò)故障后的穩(wěn)定性。
　　 針對(duì)目前含可再生能源電網(wǎng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)容量及功率優(yōu)化研究的不足，本文提出以基準(zhǔn)方差和最大功率變化率作為指標(biāo)，優(yōu)化平抑風(fēng)電機(jī)組出力所需儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率和容量。以實(shí)際風(fēng)電機(jī)組數(shù)據(jù)的仿真結(jié)果表明，這種評(píng)價(jià)方式可以有效