【摘要】：隨著風(fēng)力和光伏發(fā)電等新能源發(fā)電大規(guī)模并網(wǎng),其弱慣性、波動(dòng)性和不確定性對(duì)電網(wǎng)安全與穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)了一系列影響,常規(guī)調(diào)頻機(jī)組爬坡速率低、響應(yīng)速度慢等固有缺陷已經(jīng)難以滿(mǎn)足電網(wǎng)的調(diào)頻需求,引入更加優(yōu)質(zhì)的調(diào)頻資源來(lái)提高電網(wǎng)調(diào)頻能力具有迫切的現(xiàn)實(shí)工程意義。近年來(lái),以電化學(xué)電池為代表的儲(chǔ)能電池技術(shù)迅速發(fā)展,其在電力系統(tǒng)中的規(guī)�；瘧�(yīng)用正在快速增加。由于電池儲(chǔ)能電源快速響應(yīng)、精確跟蹤的特性,配合常規(guī)調(diào)頻機(jī)組參與電網(wǎng)調(diào)頻可以有效改善系統(tǒng)調(diào)頻效果。本文在系統(tǒng)地總結(jié)儲(chǔ)能電池參與電網(wǎng)二次調(diào)頻研究現(xiàn)狀、明確其存在的主要問(wèn)題的基礎(chǔ)上,圍繞儲(chǔ)能電池輔助常規(guī)火電機(jī)組參與電網(wǎng)二次調(diào)頻,在控制方式、仿真模型、出力設(shè)計(jì)、控制策略四個(gè)方面展開(kāi)研究。從電力系統(tǒng)頻率調(diào)整的原理出發(fā),闡述了電力系統(tǒng)負(fù)荷及常規(guī)電源的頻率特性;基于常規(guī)機(jī)組二次調(diào)頻過(guò)程的分析,對(duì)儲(chǔ)能電池參與電網(wǎng)二次調(diào)頻的控制方式進(jìn)行選擇與論證,構(gòu)建了儲(chǔ)能電池參與電力系統(tǒng)二次調(diào)頻的控制框圖。分析了當(dāng)前常用的儲(chǔ)能電池仿真模型及其特點(diǎn)、電網(wǎng)二次調(diào)頻的功率需求特點(diǎn)和儲(chǔ)能電池參與二次調(diào)頻的出力特征,論述了適用于二次調(diào)頻的仿真模型要求及常用電池儲(chǔ)能電源模型存在的主要問(wèn)題;在剖析電池儲(chǔ)能電源的內(nèi)部結(jié)構(gòu)組成及其參與二次調(diào)頻的內(nèi)在協(xié)調(diào)響應(yīng)過(guò)程的基礎(chǔ)上,提出了滿(mǎn)足電網(wǎng)調(diào)頻要求的電池儲(chǔ)能電源等效仿真模型,進(jìn)而構(gòu)建了含電池儲(chǔ)能電源的兩區(qū)域互聯(lián)電網(wǎng)頻率響應(yīng)模型。為了解決電網(wǎng)調(diào)頻需求和儲(chǔ)能電池恢復(fù)需求之間的協(xié)調(diào)配合問(wèn)題,實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能電池和常規(guī)機(jī)組的優(yōu)勢(shì)互補(bǔ),在研究電網(wǎng)區(qū)域控制偏差(area control error,ACE)與調(diào)頻剩余容量關(guān)系的基礎(chǔ)上,將儲(chǔ)能電池運(yùn)行狀態(tài)劃分為自恢復(fù)工況、調(diào)頻工況和綜合工況三種典型工作模式;利用Logistic回歸函數(shù)的特性,提出了一種電池儲(chǔ)能電源輔助火電機(jī)組參與二次調(diào)頻的綜合控制策略,實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)能電池調(diào)頻出力自適應(yīng)調(diào)整和電池自恢復(fù)需求的有機(jī)統(tǒng)一,即提高了儲(chǔ)能電池容量利用率,又能夠有效改善調(diào)頻效果。在MATLAB/Simulink中搭建了仿真模型,分別就短時(shí)階躍擾動(dòng)和長(zhǎng)時(shí)連續(xù)擾動(dòng)2種負(fù)荷變化場(chǎng)景,對(duì)電池儲(chǔ)能電源輔助常規(guī)火電機(jī)組參與電網(wǎng)二次調(diào)頻進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),檢驗(yàn)了本文所提出的仿真模型和控制策略的正確性與有效性。
【圖文】：

圖 1.2 我國(guó)各類(lèi)電源裝機(jī)容量占比圖類(lèi)電源的發(fā)電量來(lái)看，2017 年前三季度，我國(guó)火力發(fā)電量7 億度，風(fēng)電 2128 億度，光伏 857 億度，核電 1834 億度力發(fā)電量占比高達(dá) 71.84%，水電占 16.95%，風(fēng)電占 4.43 3.82%，生物質(zhì)能占 1.18%。風(fēng)電和光伏發(fā)電量?jī)H占不由于風(fēng)電和光伏發(fā)電不穩(wěn)定，容易受到外界條件影響，情況如下圖 1.3 所示[4]。71.82%16.96%3.82%4.43%1.78%1.18%2017年前三季度我國(guó)各類(lèi)電源發(fā)電量煤電水電核電風(fēng)電光伏生物質(zhì)

圖 1.2 我國(guó)各類(lèi)電源裝機(jī)容量占比圖電源的發(fā)電量來(lái)看，2017 年前三季度，我國(guó)火力發(fā)電量?jī)|度，風(fēng)電 2128 億度，光伏 857 億度，核電 1834 億度發(fā)電量占比高達(dá) 71.84%，水電占 16.95%，風(fēng)電占 4.43 3.82%，生物質(zhì)能占 1.18%。風(fēng)電和光伏發(fā)電量?jī)H占不于風(fēng)電和光伏發(fā)電不穩(wěn)定，容易受到外界條件影響，況如下圖 1.3 所示[4]。61.88%19.40%2.05%8.99%煤電水電核電風(fēng)電光伏生物質(zhì)4.43%1.78%1.18%2017年前三季度我國(guó)各類(lèi)電源發(fā)電量
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：TM621;TM91

【參考文獻(xiàn)】

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1 黃際元;李欣然;曹一家;張晴;劉衛(wèi)健;;面向電網(wǎng)調(diào)頻應(yīng)用的電池儲(chǔ)能電源仿真模型[J];電力系統(tǒng)自動(dòng)化;2015年18期

2 李欣然;黃際元;李培強(qiáng);劉衛(wèi)健;;考慮電池儲(chǔ)能仿真模型的一次調(diào)頻特性評(píng)估[J];高電壓技術(shù);2015年07期

3 黃際元;李欣然;曹一家;劉衛(wèi)健;;考慮儲(chǔ)能參與快速調(diào)頻動(dòng)作時(shí)機(jī)與深度的容量配置方法[J];電工技術(shù)學(xué)報(bào);2015年12期

4 葉小暉;劉濤;吳國(guó)e，

本文編號(hào)：2687437