發(fā)布時間：2020-11-02 11:21

　　 風(fēng)電出力具有隨機性和波動性,其規(guī)模化并網(wǎng)會危及電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運行。儲能系統(tǒng)具有雙向功率吞吐能力,能夠?qū)崿F(xiàn)電能的時空平移,可有效抑制風(fēng)電的波動性,大幅提高電網(wǎng)接納風(fēng)電的能力。但通過對風(fēng)電出力特性的量化分析可知,平抑風(fēng)電出力波動對儲能既有快速功率跟蹤和頻繁充放電下循環(huán)壽命長的要求,又有較大功率等級和較大儲能容量的要求。單一儲能無法同時滿足,需要將多種儲能配合使用,以便充分利用各類型儲能的優(yōu)勢。本文在風(fēng)電功率波動特性分析的基礎(chǔ)上,研究不同功率分配方法對儲能容量配置的影響,提出了一種利用滑動平均法和經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解(the empirical mode decomposition,EMD)獲得儲能參考功率的混合儲能(hybrid energy storage system,HESS)功率和容量配置方法,并對應(yīng)用于“平抑波動”場景的混合儲能系統(tǒng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性評估。首先分析了風(fēng)電波動產(chǎn)生的本質(zhì)原因,建立了風(fēng)電波動量化指標(biāo)體系,闡述了風(fēng)電輸出功率波動的平抑要求;基于風(fēng)電功率實測數(shù)據(jù),分別從時域、頻域的角度系統(tǒng)地研究了風(fēng)電輸出功率及其波動特性,指出風(fēng)電出力具有隨機性和波動性,隨時間尺度增加,波動性增強,其中低頻波動幅值較高,高頻波動幅值較低,風(fēng)電場的集群效應(yīng)使風(fēng)電輸出更加平滑。然后,對各類型儲能技術(shù)進(jìn)行多角度的比較和分析,選擇合適的儲能類型構(gòu)建了適用于“平抑波動”場景的混合儲能系統(tǒng);對基于EMD的HESS功率分配方法進(jìn)行研究和改進(jìn),提出一種基于滑動平均法和經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解的混合儲能容量配置方法,同時對比分析了不同功率分配方法下的配置結(jié)果。仿真結(jié)果表明本文方法得到的并網(wǎng)功率與原始風(fēng)電功率曲線最為契合,其lmin和l0min時間尺度最大波動量和波動率在滿足并網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)的前提下棄風(fēng)最少,所配置的功率和容量均明顯低于余量并網(wǎng)和低頻并網(wǎng)方法的配置結(jié)果。最后引入了電力技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價方法,選取現(xiàn)值法、動態(tài)投資回收期和內(nèi)部收益率進(jìn)行混合儲能方案的經(jīng)濟(jì)性評估�；谌珘勖芷诔杀�,考慮儲能減少風(fēng)電場旋轉(zhuǎn)備用效益和緩建并網(wǎng)通道建設(shè)容量效益,構(gòu)建了混合儲能的經(jīng)濟(jì)模型,綜合考慮各項經(jīng)濟(jì)指標(biāo)進(jìn)行配置方案的優(yōu)選。仿真結(jié)果表明,混合方案可以顯著增加鋰離子電池的循環(huán)壽命,大大降低儲能成本,鋰離子和超級電容器組成的HESS系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性最好。
【學(xué)位單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2017
【中圖分類】：TM614
【部分圖文】：

灘新增／ＧＷ?１１．５３１?１４．７０３?２０．３１?２６．８５?｜?３８．４７５?３?９．０６２?４０．６３?５?４５．０３?｜?３６．０２３?５１．６７５?６３．６３３?５４．６??累計／Ｇｗ］?５９．０９１?７３．９５７?９３．９２４?１２０．６９６?｜?１５９．０５２?１９７．９５６?２３８．１１?２８２．８５?３１８．６９７?３６９．８６２?４３２．６８?４８６．７４９??圖１．１全球風(fēng)力發(fā)電裝機容量２００５？２０１６??２０１６年，中國、美國、德國和印度引領(lǐng)全球風(fēng)電市場，風(fēng)電累計裝機較大，??其中中國以１６９ＧＷ的累計裝機占據(jù)３５％的市場份額，成為裝機容量最多的國家。??２０１６年，中國新增風(fēng)電裝機容量２３．３ＧＷ，約占全球市場份額的４３％。美國排名??第二且與中國有較大差距，其風(fēng)電新增裝機８．２ＧＷ，約占全球市場份額的１５％。??圖１．２和圖１．３分別展現(xiàn)了?２０１６年底全球風(fēng)電總裝機容量、新增容量排名前十的??國家［６］。??一?難??其他?力ｕ拿大?１２％?中國??５，?－?Ｓ??圖１．２?２０１６年底全球風(fēng)電總裝機排名前十圖１．３?２０１６年底全球風(fēng)電新増裝機排名前十??總體來講，整個產(chǎn)業(yè)目前發(fā)展現(xiàn)狀良好，隨著新興市場在非洲、亞洲和拉丁??美洲的崛起，以及傳統(tǒng)市場中國、美國和德國保持穩(wěn)定增長，全球風(fēng)電在２０１７??年將保持繼續(xù)強勢增長的趨勢。??（２）我國風(fēng)電面臨的挑戰(zhàn)??雖然我國的風(fēng)電發(fā)展迅速并取得了很大成就

２０１６年，中國新增風(fēng)電裝機容量２３．３ＧＷ，約占全球市場份額的４３％。美國排名??第二且與中國有較大差距，其風(fēng)電新增裝機８．２ＧＷ，約占全球市場份額的１５％。??圖１．２和圖１．３分別展現(xiàn)了?２０１６年底全球風(fēng)電總裝機容量、新增容量排名前十的??國家［６］。??一?難??其他?力ｕ拿大?１２％?中國??５，?－?Ｓ??圖１．２?２０１６年底全球風(fēng)電總裝機排名前十圖１．３?２０１６年底全球風(fēng)電新増裝機排名前十??總體來講，整個產(chǎn)業(yè)目前發(fā)展現(xiàn)狀良好，隨著新興市場在非洲、亞洲和拉丁??美洲的崛起，以及傳統(tǒng)市場中國、美國和德國保持穩(wěn)定增長，全球風(fēng)電在２０１７??年將保持繼續(xù)強勢增長的趨勢。??（２）我國風(fēng)電面臨的挑戰(zhàn)??雖然我國的風(fēng)電發(fā)展迅速并取得了很大成就

灘新增／ＧＷ?１１．５３１?１４．７０３?２０．３１?２６．８５?｜?３８．４７５?３?９．０６２?４０．６３?５?４５．０３?｜?３６．０２３?５１．６７５?６３．６３３?５４．６??累計／Ｇｗ］?５９．０９１?７３．９５７?９３．９２４?１２０．６９６?｜?１５９．０５２?１９７．９５６?２３８．１１?２８２．８５?３１８．６９７?３６９．８６２?４３２．６８?４８６．７４９??圖１．１全球風(fēng)力發(fā)電裝機容量２００５？２０１６??２０１６年，中國、美國、德國和印度引領(lǐng)全球風(fēng)電市場，風(fēng)電累計裝機較大，??其中中國以１６９ＧＷ的累計裝機占據(jù)３５％的市場份額，成為裝機容量最多的國家。??２０１６年，中國新增風(fēng)電裝機容量２３．３ＧＷ，約占全球市場份額的４３％。美國排名??第二且與中國有較大差距，其風(fēng)電新增裝機８．２ＧＷ，約占全球市場份額的１５％。??圖１．２和圖１．３分別展現(xiàn)了?２０１６年底全球風(fēng)電總裝機容量、新增容量排名前十的??國家［６］。??一?難??其他?力ｕ拿大?１２％?中國??５，?－?Ｓ??圖１．２?２０１６年底全球風(fēng)電總裝機排名前十圖１．３?２０１６年底全球風(fēng)電新増裝機排名前十??總體來講，整個產(chǎn)業(yè)目前發(fā)展現(xiàn)狀良好，隨著新興市場在非洲、亞洲和拉丁??美洲的崛起，以及傳統(tǒng)市場中國、美國和德國保持穩(wěn)定增長，全球風(fēng)電在２０１７??年將保持繼續(xù)強勢增長的趨勢。??（２）我國風(fēng)電面臨的挑戰(zhàn)??雖然我國的風(fēng)電發(fā)展迅速并取得了很大成就
【參考文獻(xiàn)】

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1 張晴;李欣然;楊明;曹一家;李培強;;凈效益最大的平抑風(fēng)電功率波動的混合儲能容量配置方法[J];電工技術(shù)學(xué)報;2016年14期

2 熊雄;葉林;楊仁剛;;電力需求側(cè)規(guī)模儲能容量優(yōu)化和經(jīng)濟(jì)性分析[J];電力系統(tǒng)自動化;2015年17期

3 田崇翼;李珂;嚴(yán)毅;張承慧;;基于經(jīng)驗?zāi)Ｊ椒纸獾娘L(fēng)電場多時間尺度復(fù)合儲能控制策略[J];電網(wǎng)技術(shù);2015年08期

4 孫承晨;袁越;San Shing CHOI;李夢婷;張新松;曹陽;;基于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解和神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的微網(wǎng)混合儲能容量優(yōu)化配置[J];電力系統(tǒng)自動化;2015年08期

5 韓曉娟;田春光;程成;張浩;馬會萌;;基于經(jīng)驗?zāi)B(tài)分解的混合儲能系統(tǒng)功率分配方法[J];太陽能學(xué)報;2014年10期

6 連湛偉;石欣;克瀟;徐鵬;;電動汽車充換電站動力電池全壽命周期在線檢測管理系統(tǒng)[J];電力系統(tǒng)保護(hù)與控制;2014年12期

7 張純江;董杰;劉君;賁冰;;蓄電池與超級電容混合儲能系統(tǒng)的控制策略[J];電工技術(shù)學(xué)報;2014年04期

8 郭思琪;袁越;張新松;鮑薇;劉純;曹陽;王海潛;;多時間尺度協(xié)調(diào)控制的獨立微網(wǎng)能量管理策略[J];電工技術(shù)學(xué)報;2014年02期

9 熊雄;楊仁剛;葉林;李建林;;電力需求側(cè)大規(guī)模儲能系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性評估[J];電工技術(shù)學(xué)報;2013年09期

10 單金生;吳立鋒;關(guān)永;王國輝;李曉娟;;超級電容建模現(xiàn)狀及展望[J];電子元件與材料;2013年08期

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2 呂超賢;多類型儲能系統(tǒng)平抑風(fēng)電場功率波動的協(xié)調(diào)控制策略研究[D];湖南大學(xué);2014年

3 朱星旭;平抑風(fēng)電功率波動的混合儲能控制策略研究[D];東北電力大學(xué);2014年

4 張浩;儲能系統(tǒng)用于配電網(wǎng)削峰填谷的經(jīng)濟(jì)性評估方法研究[D];華北電力大學(xué);2014年

5 程成;用于可再生能源發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的混合儲能控制策略研究[D];華北電力大學(xué);2014年

6 郝洵;基于全壽命周期成本的變壓器技改經(jīng)濟(jì)評估[D];華中科技大學(xué);2011年

7 宇航;利用儲能系統(tǒng)平抑風(fēng)電功率波動的仿真研究[D];東北電力大學(xué);2010年

8 李曉飛;小波分析在光譜數(shù)據(jù)去噪處理中的應(yīng)用[D];上海交通大學(xué);2009年

9 李欣;齊齊哈爾地區(qū)風(fēng)力發(fā)電最佳經(jīng)濟(jì)規(guī)模研究[D];華北電力大學(xué)（北京）;2008年

10 韋力強;基于小波變換的信號去噪研究[D];湖南大學(xué);2007年

本文編號：2866985