高比例新能源接入電網(wǎng)是改善能源結(jié)構(gòu)、加快電網(wǎng)轉(zhuǎn)型的關(guān)鍵,然而風(fēng)電及光伏場站大量的電力電子裝置幾乎不具備慣量特性與阻尼特性,導(dǎo)致新能源系統(tǒng)頻率及電壓穩(wěn)定支撐能力受到嚴(yán)重考驗。近年來,大規(guī)模儲能系統(tǒng)吞吐能量的靈活性成為電力系統(tǒng)新的調(diào)頻穩(wěn)壓手段,特別是響應(yīng)時間短、能量提供穩(wěn)定的大容量電化學(xué)儲能的并網(wǎng)技術(shù)及頻率調(diào)控能力的開發(fā)與利用備受關(guān)注。本課題圍繞電池儲能電站的并網(wǎng)控制策略及其參與電網(wǎng)多時間尺度的調(diào)頻過程進行了深入研究。首先闡述了電池儲能電站的總體建模過程,包括電池組模型,主動支撐控制系統(tǒng)模型及充放電管理系統(tǒng)模型。本文提出一種基于同步機三階模型的電池儲能電站的主動支撐控制策略,該策略能將儲能變流器等效成具有勵磁系統(tǒng)和調(diào)速系統(tǒng)的近似同步電壓源,為低慣量、弱阻尼的新能源電力系統(tǒng)提供必要的慣量特性與阻尼特性。通過DigSILENT/PowerFactory仿真軟件搭建四機兩區(qū)仿真系統(tǒng),對比分析并網(wǎng)逆變器采用同步機三階模型的主動支撐控制與傳統(tǒng)虛擬同步控制的調(diào)頻穩(wěn)壓能力。其次分析了電力系統(tǒng)多時間尺度的調(diào)頻過程,包含慣性響應(yīng)階段,一次調(diào)頻過程,二次調(diào)頻過程及發(fā)電廠的重新調(diào)度分配過程。提出了電池儲能電站滿... 

【文章來源】：東北電力大學(xué)吉林省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－４輸配電環(huán)節(jié)配置儲能電站調(diào)頻結(jié)構(gòu)??（４）需求側(cè)分布式儲能集群調(diào)頻

ＴＶ??／＇ｄ?／????■?■?■■Ｑ?ｗｄ?Ｗｑ?／ｄ?／ｑ??，’ｑ?電流內(nèi)環(huán)?？＊???ｆ??Ｖ?尸?ｂａｔｔｅｒｙ?Ａ?——，ｍｅａｓ??Ｍｗ?ｉ?調(diào)速控，１?—??／?［／?制器?ｓｏｃ??充放電管電池＾?｜７＾ｒ??理系統(tǒng)?型?／Ｊ?／—￣ｉ?ｙ＼?ｕｍｃａｓ?ＵＴＣ，??丨．?Ａ．?ｌ／ｓ〇ｃ１??Ｌ－ｆ￣￣■￣￣ｆ??；＂Ｔ?ｖ＾Ａｅ±＾?＾同步發(fā)電?＾＾＝７１??ｇ電壓外環(huán)丨網(wǎng)虛子階模型ＩＪ?ｆ?１§?Ｐ??圖２－１電池儲能電站總體控制結(jié)構(gòu)及模型??２．３電池組模型??電池子系統(tǒng)可由多個電池模塊（鉛酸蓄電池）串聯(lián)而成，再由多個電池子系統(tǒng)并??聯(lián)而成形成電池儲能電站，從而實現(xiàn)更高的電壓等級和更大的儲能容量。本文將鉛酸??蓄電池模塊作為電池儲能電站的主要能量來源，通過電池儲能電站的輸出功率Ｐｈａｕｅｒ＞??為輸入控制信號，的與直流側(cè)電壓的作為輸入信號，通過蓄電池組控制模型得到單??個蓄電池組模塊的輸出特性，包括單個蓄電池模塊的電壓認(rèn)ｅｌｌ、電流／ｃｅｌｌ及荷電狀態(tài)??（ｓｔａｔｅ?ｏｆ?ｃｈａｒｇｅ．?ＳＯＣ）．同時直流側(cè)電壓ｖｄｃ同時作為輸入信號和輸出信號形成閉環(huán)控??制，提高儲能電站源端控制的可靠性。電池儲能電站的源端特性模型如圖２－２所示。???＾???．?＞丨?直流側(cè)?７?電池組?Ｕ，??ＰＱ測量?＾ｂａｔｔｅｒｙ?＾?計算器???？＂變量模型?ＳＯＣ＾??纖丨＾?＾模塊?模塊?＾???１／??１／??圖２－２電池儲能電站的源端模型??電池組模型通常由蓄電池模塊等效屯路進行描述，即通過電氣元件組成電路網(wǎng)??絡(luò)模擬電池對

ＴＶ??／＇ｄ?／????■?■?■■Ｑ?ｗｄ?Ｗｑ?／ｄ?／ｑ??，’ｑ?電流內(nèi)環(huán)?？＊???ｆ??Ｖ?尸?ｂａｔｔｅｒｙ?Ａ?——，ｍｅａｓ??Ｍｗ?ｉ?調(diào)速控，１?—??／?［／?制器?ｓｏｃ??充放電管電池＾?｜７＾ｒ??理系統(tǒng)?型?／Ｊ?／—￣ｉ?ｙ＼?ｕｍｃａｓ?ＵＴＣ，??丨．?Ａ．?ｌ／ｓ〇ｃ１??Ｌ－ｆ￣￣■￣￣ｆ??；＂Ｔ?ｖ＾Ａｅ±＾?＾同步發(fā)電?＾＾＝７１??ｇ電壓外環(huán)丨網(wǎng)虛子階模型ＩＪ?ｆ?１§?Ｐ??圖２－１電池儲能電站總體控制結(jié)構(gòu)及模型??２．３電池組模型??電池子系統(tǒng)可由多個電池模塊（鉛酸蓄電池）串聯(lián)而成，再由多個電池子系統(tǒng)并??聯(lián)而成形成電池儲能電站，從而實現(xiàn)更高的電壓等級和更大的儲能容量。本文將鉛酸??蓄電池模塊作為電池儲能電站的主要能量來源，通過電池儲能電站的輸出功率Ｐｈａｕｅｒ＞??為輸入控制信號，的與直流側(cè)電壓的作為輸入信號，通過蓄電池組控制模型得到單??個蓄電池組模塊的輸出特性，包括單個蓄電池模塊的電壓認(rèn)ｅｌｌ、電流／ｃｅｌｌ及荷電狀態(tài)??（ｓｔａｔｅ?ｏｆ?ｃｈａｒｇｅ．?ＳＯＣ）．同時直流側(cè)電壓ｖｄｃ同時作為輸入信號和輸出信號形成閉環(huán)控??制，提高儲能電站源端控制的可靠性。電池儲能電站的源端特性模型如圖２－２所示。???＾???．?＞丨?直流側(cè)?７?電池組?Ｕ，??ＰＱ測量?＾ｂａｔｔｅｒｙ?＾?計算器???？＂變量模型?ＳＯＣ＾??纖丨＾?＾模塊?模塊?＾???１／??１／??圖２－２電池儲能電站的源端模型??電池組模型通常由蓄電池模塊等效屯路進行描述，即通過電氣元件組成電路網(wǎng)??絡(luò)模擬電池對

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]儲能的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢分析[J]. 孫玉樹,楊敏,師長立,賈東強,裴瑋,孫麗敬.  高電壓技術(shù). 2020(01)
[2]江蘇電網(wǎng)側(cè)百兆瓦級電池儲能電站運行與控制分析[J]. 李建林,牛萌,王上行,周京華,袁曉冬.  電力系統(tǒng)自動化. 2020(02)
[3]基于分布式控制原理的電池儲能系統(tǒng)二次調(diào)頻控制[J]. 張圣祺,袁蓓,季振東,魏曉婧,趙劍鋒.  電工技術(shù)學(xué)報. 2019(S2)
[4]蓄電池-超級電容混合儲能系統(tǒng)性能優(yōu)化[J]. 柴秀慧,張純江,柴建國,李艷,剛磊.  電工電能新技術(shù). 2019(09)
[5]利用儲能系統(tǒng)實現(xiàn)可再生能源微電網(wǎng)靈活安全運行的研究綜述[J]. 劉暢,卓建坤,趙東明,李水清,陳景碩,王金星,姚強.  中國電機工程學(xué)報. 2020(01)
[6]風(fēng)儲聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)參與頻率響應(yīng)的模型預(yù)測控制策略[J]. 虞臨波,寇鵬,馮玉濤,馮浩天.  電力系統(tǒng)自動化. 2019(12)
[7]考慮儲能調(diào)頻死區(qū)的一次調(diào)頻控制方法[J]. 馬智慧,李欣然,譚莊熙,黃際元,賀悝.  電工技術(shù)學(xué)報. 2019(10)
[8]含光伏電站和蓄電池儲能系統(tǒng)的主動配電系統(tǒng)狀態(tài)估計[J]. 方治,宋紹劍,林予彰,林小峰,程港.  電力系統(tǒng)自動化. 2019(13)
[9]澳大利亞100 MW儲能運行分析及對中國的啟示[J]. 曾輝,孫峰,邵寶珠,葛維春,葛延峰,許天寧.  電力系統(tǒng)自動化. 2019(08)
[10]電池柔性成組儲能系統(tǒng)故障冗余控制策略[J]. 宋峻竑,張維戈,梁暉,姜久春.  中國電機工程學(xué)報. 2019(07)

博士論文
[1]利用儲能提升含風(fēng)電并網(wǎng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究[D]. 劉巨.華中科技大學(xué) 2016

碩士論文
[1]基于新能源主動支撐的網(wǎng)絡(luò)慣量分?jǐn)倷C理及穩(wěn)定特性分析[D]. 謝禹.東北電力大學(xué) 2019
[2]電池儲能電站等值建模方法研究[D]. 孫楠.東北電力大學(xué) 2018
[3]參與電網(wǎng)調(diào)頻的儲能系統(tǒng)運行控制策略研究[D]. 劉東源.東北電力大學(xué) 2018
[4]基于虛擬同步發(fā)電機的VSC變換器控制策略研究[D]. 潘岱棟.東北電力大學(xué) 2016



本文編號：3368224