本文選題：風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng) + 功率波動(dòng)平抑�。� 參考：《電子科技大學(xué)》2014年碩士論文

【摘要】：為風(fēng)電場(chǎng)配置儲(chǔ)能系統(tǒng)是解決風(fēng)電輸出功率波動(dòng)性和間歇性問題的主要手段,但是,在利用儲(chǔ)能系統(tǒng)平抑風(fēng)電功率波動(dòng)的時(shí)候,無法保證對(duì)其進(jìn)行有規(guī)律的充放電,容易出現(xiàn)過充過放,這不僅會(huì)影響儲(chǔ)能系統(tǒng)的使用壽命,而且在功率波動(dòng)劇烈時(shí)可能會(huì)使其充放電能力不足,影響風(fēng)電并網(wǎng)運(yùn)行的安全。如果在制定儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電策略時(shí),加入對(duì)其荷電狀態(tài)(SOC)的額外控制,就可以在平抑風(fēng)電場(chǎng)功率波動(dòng)的同時(shí),避免儲(chǔ)能系統(tǒng)的過充過放,使其能夠長(zhǎng)期平滑風(fēng)電場(chǎng)的輸出功率。因此,研究風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)中儲(chǔ)能SOC的控制方法是十分重要的。本文針對(duì)基于全釩液流電池(VRB)的風(fēng)儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng),研究了一種儲(chǔ)能SOC的優(yōu)化控制方法,主要工作如下:1.研究了風(fēng)儲(chǔ)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu),并分析了風(fēng)電功率波動(dòng)特性,闡述了儲(chǔ)能平抑風(fēng)電場(chǎng)功率波動(dòng)的原理。研究了基于VRB的儲(chǔ)能系統(tǒng)等效模型,并對(duì)其充放電特性進(jìn)行了分析。2.設(shè)計(jì)了儲(chǔ)能SOC優(yōu)化控制方法的控制結(jié)構(gòu),主要包括最優(yōu)SOC計(jì)算模塊和SOC實(shí)時(shí)控制模塊。最優(yōu)SOC計(jì)算模塊根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)未來一段時(shí)間的預(yù)測(cè)功率計(jì)算最優(yōu)SOC范圍,該范圍要保證儲(chǔ)能系統(tǒng)有足夠的充放電能力來平抑未來一段時(shí)間的功率波動(dòng);SOC實(shí)時(shí)控制模塊為儲(chǔ)能系統(tǒng)制定合理的充放電策略,使其在平抑當(dāng)前功率波動(dòng)的同時(shí),將SOC逐漸調(diào)整到最優(yōu)SOC范圍之內(nèi)。3.研究了基于目標(biāo)優(yōu)化的最優(yōu)SOC計(jì)算算法,通過建立目標(biāo)優(yōu)化模型來計(jì)算儲(chǔ)能系統(tǒng)的最優(yōu)SOC范圍。該目標(biāo)優(yōu)化模型以最小化儲(chǔ)能系統(tǒng)的過充過放時(shí)間和最大化最優(yōu)SOC范圍的可達(dá)性為目標(biāo)函數(shù),考慮了電網(wǎng)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)功率波動(dòng)的約束,并采用粒子群算法對(duì)目標(biāo)優(yōu)化模型進(jìn)行求解。4.研究了基于濾波時(shí)間常數(shù)模糊自調(diào)整的儲(chǔ)能SOC實(shí)時(shí)控制策略。該控制策略采用基于低通濾波原理的功率平抑方法,通過對(duì)儲(chǔ)能SOC的實(shí)時(shí)反饋來調(diào)整濾波器的時(shí)間常數(shù),進(jìn)而調(diào)整儲(chǔ)能系統(tǒng)的設(shè)定功率,最終達(dá)到控制SOC的目的。5.利用仿真軟件PSCAD和MATLAB對(duì)儲(chǔ)能SOC的優(yōu)化控制方法進(jìn)行了仿真驗(yàn)證,分別針對(duì)三種不同功率波動(dòng)情況下的控制效果進(jìn)行了對(duì)比分析,結(jié)果表明,本文所研究的儲(chǔ)能SOC優(yōu)化控制方法可以在保證功率波動(dòng)平抑效果的同時(shí),有效地避免儲(chǔ)能系統(tǒng)的過充過放,使其長(zhǎng)期平滑風(fēng)電場(chǎng)的輸出功率。
[Abstract]:Installing energy storage system for wind farm is the main method to solve the problem of fluctuation and intermittency of wind power output. However, when the energy storage system is used to stabilize the fluctuation of wind power, it cannot be guaranteed to charge and discharge it regularly. It is easy to overcharge and overdischarge, which will not only affect the service life of the energy storage system, but also may make the charging and discharging capacity insufficient when the power fluctuation is severe, and affect the safety of wind power grid connection. If additional control is added to the charging and discharging strategy of the energy storage system, the excess charge and overdischarge of the energy storage system can be avoided while suppressing the fluctuation of the power of the wind farm. Make it possible to smooth the output power of the wind farm for a long time. Therefore, it is very important to study the control method of energy storage SOC in air storage system. In this paper, an optimal control method of energy storage SOC is studied for a combined wind storage generation system based on a vanadium liquid flow battery. The main work is as follows: 1. In this paper, the structure of wind storage system is studied, and the characteristics of wind power fluctuation are analyzed, and the principle of energy storage to stabilize the power fluctuation of wind farm is expounded. The equivalent model of energy storage system based on VRB is studied, and its charge-discharge characteristics are analyzed. The control structure of the optimal control method for energy storage SOC is designed, including the optimal SOC calculation module and the SOC real-time control module. The optimal SOC calculation module calculates the optimal SOC range according to the predicted power of the wind farm for some time to come. This range should ensure that the energy storage system has sufficient charge-discharge capacity to stabilize the power fluctuation in the future. The SOC real-time control module can make reasonable charging and discharging strategy for the energy storage system, so that it can stabilize the current power fluctuation at the same time. Gradually adjust the SOC to the optimal SOC range. 3. 3. The optimal SOC algorithm based on objective optimization is studied, and the optimal SOC range of energy storage system is calculated by establishing an objective optimization model. The objective optimization model takes minimization of overcharging time of energy storage system and maximization of reachability of optimal SOC range as objective functions, and the constraints of power fluctuation of wind farm are considered. Particle swarm optimization algorithm is used to solve the target optimization model. The real-time control strategy of energy storage SOC based on filtering time constant fuzzy self-adjustment is studied. The control strategy adopts the power suppression method based on the principle of low-pass filter, adjusts the time constant of the filter through the real-time feedback of the energy storage SOC, and then adjusts the set power of the energy storage system, and finally achieves the purpose of controlling the SOC. 5. The simulation software PSCAD and MATLAB are used to verify the optimal control method of energy storage SOC. The control effects of three different power fluctuations are compared and analyzed respectively. The results show that, The energy storage SOC optimal control method studied in this paper can effectively avoid overcharging and over-releasing of the energy storage system and smooth the output power of the wind farm for a long time while ensuring the power fluctuation and stabilizing effect.
【學(xué)位授予單位】：電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM614

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本文編號(hào)：1874176