隨著電力系統(tǒng)中風(fēng)電機(jī)組的滲透率逐漸增加,帶給系統(tǒng)的調(diào)頻壓力也越來越大。儲(chǔ)能系統(tǒng)以其快速的響應(yīng)能力和高效的能量轉(zhuǎn)換效率,成為提高風(fēng)電消納能力、改善系統(tǒng)調(diào)頻效果的關(guān)鍵技術(shù)。因此,研究?jī)?chǔ)能參與含風(fēng)電的電力系統(tǒng)的一次調(diào)頻、二次調(diào)頻控制策略具有重要的理論和應(yīng)用價(jià)值。本文中,首先闡述了研究背景和意義。風(fēng)電機(jī)組輸出功率的不確定性和風(fēng)電出力預(yù)測(cè)誤差的存在,使得風(fēng)電機(jī)組接入系統(tǒng)后,會(huì)對(duì)系統(tǒng)一次調(diào)頻、二次調(diào)頻帶來不同的影響。在此背景下,傳統(tǒng)調(diào)頻機(jī)組很難滿足系統(tǒng)調(diào)頻要求。為解決這一問題,國(guó)內(nèi)外研究中主要通過改變風(fēng)電機(jī)組的控制方式或引入調(diào)頻性能更好的電源,即儲(chǔ)能系統(tǒng)。接下來,分別對(duì)風(fēng)電機(jī)組和儲(chǔ)能系統(tǒng)參與調(diào)頻的可行性進(jìn)行了分析。以現(xiàn)有控制策略為基礎(chǔ),分析了風(fēng)電機(jī)組參與一次調(diào)頻、二次調(diào)頻的可行性。從技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性兩個(gè)方面分析了儲(chǔ)能系統(tǒng)參與調(diào)頻的可行性。在對(duì)比了不同類型的儲(chǔ)能系統(tǒng)特點(diǎn)后,選擇超級(jí)電容儲(chǔ)能和鋰離子電池儲(chǔ)能作為本文研究的主要儲(chǔ)能系統(tǒng)類型,并建立了儲(chǔ)能系統(tǒng)的通用頻率響應(yīng)模型。其次設(shè)計(jì)了儲(chǔ)能參與含風(fēng)電的電力系統(tǒng)一次調(diào)頻控制策略�；陲L(fēng)電機(jī)組階躍控制,設(shè)計(jì)了超級(jí)電容儲(chǔ)能輔助風(fēng)電機(jī)組參與一次調(diào)頻的控制策略,并在MATLAB/Simulink仿真平臺(tái)進(jìn)行了驗(yàn)證:采用所提控制策略可以改善一次調(diào)頻效果,降低頻率偏差,縮短頻率恢復(fù)時(shí)間。儲(chǔ)能系統(tǒng)參與系統(tǒng)一次調(diào)頻時(shí),設(shè)計(jì)了觸發(fā)頻率控制和可變下垂系數(shù)控制策略,通過仿真驗(yàn)證:采用所提控制策略可以減小儲(chǔ)能系統(tǒng)的充放電次數(shù),避免儲(chǔ)能系統(tǒng)過充過放,延長(zhǎng)了儲(chǔ)能系統(tǒng)的壽命。為抑制頻率振蕩,在下垂控制的基礎(chǔ)上引入虛擬慣性控制環(huán)節(jié),并仿真驗(yàn)證其有效性。然后設(shè)計(jì)了儲(chǔ)能系統(tǒng)參與含風(fēng)電的電力系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)電控制(Automatic Generation Control,AGC)協(xié)調(diào)控制策略。對(duì)比分析了互聯(lián)電網(wǎng)中不同的AGC控制方式后,以基于CPS(Control Performance Standard)標(biāo)準(zhǔn)的AGC控制策略為基礎(chǔ),確定了電池儲(chǔ)能系統(tǒng)和火電機(jī)組的功率分配原則,設(shè)計(jì)了電池儲(chǔ)能系統(tǒng)控制策略,通過仿真驗(yàn)證:采用所提控制策略,可以有效改善二次調(diào)頻效果,減小系統(tǒng)頻率偏差和聯(lián)絡(luò)線功率偏差。基于模糊算法,設(shè)計(jì)了模糊PI控制器代替?zhèn)鹘y(tǒng)PI控制器,通過仿真驗(yàn)證了模糊PI控制器的優(yōu)越性。最后,針對(duì)同時(shí)具有一次調(diào)頻、二次調(diào)頻能力的儲(chǔ)能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制策略進(jìn)行了研究,提出三種控制策略,并進(jìn)行了仿真,分析了不同控制策略的優(yōu)缺點(diǎn)。
【學(xué)位單位】：北京交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TM614

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2820570