本文關(guān)鍵詞：儲能電源參與含風(fēng)電的電力系統(tǒng)AGC的應(yīng)用研究

  更多相關(guān)文章： 電力系統(tǒng) 頻率調(diào)整 自動發(fā)電控制 儲能電源 電網(wǎng)穩(wěn)定性 控制策略

【摘要】：風(fēng)力發(fā)電的輸出功率具有波動性和不確定性,其大規(guī)模并網(wǎng)會給電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行帶來重大挑戰(zhàn)。與此同時,傳統(tǒng)調(diào)頻電源響應(yīng)慢、爬坡速率低,已難以適應(yīng)電力系統(tǒng)快速發(fā)展及新能源接入的需求。如何在風(fēng)電高滲透率條件下確保電力系統(tǒng)頻率穩(wěn)定已成為中國電網(wǎng)面臨的新挑戰(zhàn)之一。近年來,各種電力儲能技術(shù)的快速發(fā)展為解決這些問題帶來了新的契機(jī)。儲能電源具有快速精確的功率跟蹤能力,能為電力系統(tǒng)提供優(yōu)質(zhì)的調(diào)頻服務(wù),比傳統(tǒng)調(diào)頻電源更加高效,為電網(wǎng)調(diào)頻所面臨的困境提供了一種新的輔助手段。因此,在充分考慮技術(shù)特性的基礎(chǔ)上,探討儲能電源參與電網(wǎng)頻率調(diào)整的相關(guān)策略,可以提高電網(wǎng)的穩(wěn)定運行水平及風(fēng)電接納能力,具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。首先,從電力系統(tǒng)頻率調(diào)整的原理出發(fā),對常規(guī)電源與電網(wǎng)調(diào)頻的物理結(jié)構(gòu)、運作方式進(jìn)行了詳細(xì)闡述,闡明了各級調(diào)頻的具體實現(xiàn)方法,其中二次調(diào)頻采用自動發(fā)電控制(AGC)系統(tǒng)調(diào)節(jié),并研究了儲能電源在風(fēng)電接入下參與電網(wǎng)AGC的管理和控制方式。其次,構(gòu)建了含大規(guī)模風(fēng)電電力系統(tǒng)頻率動態(tài)評估方法,利用t-location概率分布模型描述風(fēng)電功率隨機(jī)波動特性、采用序貫蒙特卡洛法模擬時序風(fēng)電功率序列。以某區(qū)域電網(wǎng)為例,仿真分析了大規(guī)模風(fēng)電場群聯(lián)網(wǎng)運行對系統(tǒng)頻率的影響。再次,針對電網(wǎng)AGC的應(yīng)用,確定參與電網(wǎng)AGC的最佳儲能類型為飛輪儲能,利用爬坡率-持續(xù)時間曲線和概率分布曲線等概率統(tǒng)計方法對電網(wǎng)AGC的需求在算例中進(jìn)行定量需求性分析,確定儲能電源參與電網(wǎng)AGC的容量需求,并構(gòu)建儲能電源參與電網(wǎng)AGC的經(jīng)濟(jì)模型,分析了儲能電源參與電網(wǎng)AGC的經(jīng)濟(jì)性。最后,探討了儲能電源與常規(guī)發(fā)電機(jī)組協(xié)調(diào)參與電網(wǎng)AGC的控制策略。依據(jù)電網(wǎng)的不同運行狀態(tài),設(shè)置不同的響應(yīng)優(yōu)先級,采用不同的控制策略,實現(xiàn)儲能電源與常規(guī)發(fā)電機(jī)組之間的協(xié)調(diào)配合,且充分發(fā)揮了儲能電源的優(yōu)勢。為驗證所提控制策略的有效性,利用MATLAB/Simulink對儲能電源參與AGC的兩區(qū)域互聯(lián)電網(wǎng)的AGC進(jìn)行了動態(tài)仿真。仿真結(jié)果表明,基于所提控制策略,儲能電源參與互聯(lián)區(qū)域AGC能有效抑制系統(tǒng)頻率波動,提高頻率響應(yīng)速度,減小了聯(lián)絡(luò)線交換功率偏差的幅度,并使儲能電源的SOC保持在一定的范圍內(nèi),有利于系統(tǒng)在擾動或故障情況下提供功率支持,提高電網(wǎng)的運行水平和抵御故障的能力。
【關(guān)鍵詞】：電力系統(tǒng) 頻率調(diào)整 自動發(fā)電控制 儲能電源 電網(wǎng)穩(wěn)定性 控制策略
【學(xué)位授予單位】：湖南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TM614
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第1章 緒論11-22
• 1.1 課題研究背景和意義11-15
• 1.1.1 風(fēng)電并網(wǎng)現(xiàn)狀11-12
• 1.1.2 風(fēng)電場并網(wǎng)對電力系統(tǒng)的影響12-15
• 1.2 儲能電源參與調(diào)頻的必要性及可行性15-18
• 1.3 儲能電源參與電力系統(tǒng)AGC調(diào)頻研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀18-20
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀20
• 1.4 主要研究內(nèi)容20-22
• 第2章 儲能電源參與電網(wǎng)AGC的方式22-31
• 2.1 電力系統(tǒng)調(diào)頻概述22-25
• 2.1.1 電源和負(fù)荷的頻率特性22-23
• 2.1.2 電力系統(tǒng)一次調(diào)頻23-24
• 2.1.3 電力系統(tǒng)二次調(diào)頻24-25
• 2.1.4 電力系統(tǒng)三次調(diào)頻25
• 2.2 自動發(fā)電控制25-26
• 2.3 儲能電源動態(tài)模型26-28
• 2.4 儲能電源參與電網(wǎng)AGC28-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第3章 風(fēng)電功率波動特性31-43
• 3.1 風(fēng)電功率波動的概率分布特性31-33
• 3.1.1 風(fēng)電功率波動特性描述31-32
• 3.1.2 風(fēng)電功率波動概率密度函數(shù)32-33
• 3.2 風(fēng)電功率波動的隨機(jī)模擬33-36
• 3.2.1 蒙特卡洛方法概述34
• 3.2.2 基于序貫蒙特卡洛的風(fēng)電波動隨機(jī)模擬34-36
• 3.3 風(fēng)電波動對電網(wǎng)頻率影響評估36-39
• 3.3.1 含大規(guī)模風(fēng)電的系統(tǒng)頻率響應(yīng)模型36-38
• 3.3.2 評估風(fēng)電功率波動對系統(tǒng)頻率影響程度的指標(biāo)38-39
• 3.4 算例分析39-42
• 3.4.1 算例系統(tǒng)概述39-40
• 3.4.2 風(fēng)電功率的概率分布特性40-41
• 3.4.3 風(fēng)電功率波動序列的隨機(jī)模擬41-42
• 3.4.4 風(fēng)電功率波動對系統(tǒng)頻率的影響分析42
• 3.5 本章小結(jié)42-43
• 第4章 儲能電源參與電網(wǎng)AGC的容量需求及經(jīng)濟(jì)性分析43-57
• 4.1 儲能技術(shù)的選擇43-46
• 4.1.1 儲能技術(shù)類型43-46
• 4.1.2 儲能電源參與電力系統(tǒng)應(yīng)用概述46
• 4.2 儲能電源參與AGC的需求分析46-48
• 4.2.1 爬坡率需求分析46-47
• 4.2.2 調(diào)節(jié)容量需求分析47-48
• 4.3 儲能電源參與AGC的經(jīng)濟(jì)性分析48-51
• 4.3.1 儲能經(jīng)濟(jì)性影響因素48
• 4.3.2 技術(shù)經(jīng)濟(jì)評價48-51
• 4.3.3 儲能電源參與電網(wǎng)AGC的經(jīng)濟(jì)模型51
• 4.4 算例分析51-56
• 4.4.1 需求分析51-54
• 4.4.2 經(jīng)濟(jì)性分析54-56
• 4.5 本章小結(jié)56-57
• 第5章 儲能電源參與電網(wǎng)AGC協(xié)調(diào)控制策略57-74
• 5.1 調(diào)頻電源特性57-58
• 5.1.1 常規(guī)調(diào)頻電源57
• 5.1.2 儲能電源57-58
• 5.2 儲能電源參與電網(wǎng)AGC模型58-60
• 5.3 協(xié)調(diào)控制策略60-65
• 5.3.1 協(xié)調(diào)原則60-61
• 5.3.2 儲能電源參與電網(wǎng)AGC的控制策略61-65
• 5.4 評價指標(biāo)65
• 5.5 算例分析65-73
• 5.5.1 仿真模型及參數(shù)設(shè)置65-67
• 5.5.2 仿真結(jié)果與分析67-73
• 5.6 本章小結(jié)73-74
• 結(jié)論與展望74-76
• 本文的主要研究內(nèi)容和成果74-75
• 存在的不足與展望75-76
• 參考文獻(xiàn)76-82
• 致謝82-83
• 附錄A 攻讀學(xué)位期間所發(fā)表的學(xué)術(shù)成果目錄83-84
• 附錄B 攻讀學(xué)位期間參與的科研項目84

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：795410