基于全钒液流储能风储黑启动仿真建模与控制策略研究

发布时间：2017-10-19 08:32

  本文关键词：基于全钒液流储能风储黑启动仿真建模与控制策略研究

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【摘要】：现代电力网络正向着智能、坚强方向发展,但电网规模庞大、结构复杂,再加上外界自然、战争等因素,以致系统大停电的潜在性依然存在。传统的黑启动电源优先考虑的是水电,但对于水电资源匮乏地区,往往缺少合适的黑启动电源。通过风储联合发电系统及黑启动研究,以实现风储联合发电系统运行安全、稳定、可靠为本,进一步研究风储新能源发电系统的黑启动能力,不仅有利于缓解能源、环境危机,促进清洁能源技术及储能技术的发展和应用,而且对于解决无水电地区的黑启动问题,提高电网抵御大面积停电都有着积极的现实意义。本文分析了可再生能源风能的发展现况及黑启动研究历程,基于对风储系统联合运行及新能源发电系统黑启动能力的思索,提出了基于大规模全钒液流储能系统与风力发电相结合的风储联合发电系统及黑启动研究。首先,研究了风力发电机组组成和运行原理,全钒液流储能电池原理及特性。在此基础上,采用PSCAD/EMTDC软件分别搭建各部分数学模型,并结合大电网验证所建风机、储能系统模型的可靠性和稳定性。其次,考虑到风力发电的间歇性与波动性,进行了风储联合发电系统运行模式与控制策略研究,具体分为以下模式:储能作为电源和储能负载两种不同情形下的风储并网运行仿真;按储能群组之间及风、储系统之间双重主从控制策略,形成风储孤立小系统,风储联合系统孤网运行仿真。最后,以辽宁省卧牛石风电场和调兵山火电厂为实际应用场景,按照实际参数搭建了以风储系统作为黑启动电源的仿真模型并进行了过电压校验,仿真结果进一步验证了文中风储系统联合运行的稳定性及黑启动电源方案的可行性。
【关键词】：风储发电系统 全钒液流储能 黑启动 主从控制策略 PSCAD仿真
【学位授予单位】：沈阳工程学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM614
【目录】：

• 摘要7-8
• Abstract8-17
• 1 绪论17-22
• 1.1 问题提出与研究意义17-19
• 1.1.1 全球能源危机及环境问题与新能源开发利用17-18
• 1.1.2 电力系统大停电事故与电力系统黑启动18
• 1.1.3 风储联合发电及黑启动研究意义18-19
• 1.2 国内外相关研究进展19-21
• 1.2.1 风储联合发电系统研究现状19-20
• 1.2.2 电力系统黑启动研究现状20-21
• 1.2.3 风储联合发电系统黑启动研究现状21
• 1.3 本文主要研究思路与内容21-22
• 2 风储联合发电系统原理及特性22-29
• 2.1 风电机组原理及运行特性22-25
• 2.1.1 风力机基本特性23
• 2.1.2 风力机功率控制模式基本原理23-24
• 2.1.3 双馈感应发电机运行基本理论24-25
• 2.2 储能原理及运行特性25-29
• 2.2.1 储能电池的原理及特性26-28
• 2.2.2 超级电容原理及运行特性28
• 2.2.3 飞轮原理及运行特性28-29
• 2.3 本章小结29
• 3 风力发电及储能系统建模仿真29-50
• 3.1 风电机组建模仿真29-34
• 3.1.1 风力机单元控制系统模型29-30
• 3.1.2 双馈发电机模型30-31
• 3.1.3 风机与大电网并网运行仿真31-34
• 3.2 储能系统建模仿真34-49
• 3.2.1 全钒液流储能电池原理及模型34-37
• 3.2.2 变流及逆变器模型37-39
• 3.2.3 储能系统与大电网并网运行仿真39-49
• 3.3 本章小结49-50
• 4 风储联合系统控制策略与运行模式50-62
• 4.1 风储联合发电系统控制策略50-52
• 4.1.1 储能单元主从控制50-51
• 4.1.2 风储系统主从控制51-52
• 4.2 风储联合发电系统并网运行52-57
• 4.2.1 风发储发并网运行仿真52-54
• 4.2.2 风发储吸并网运行仿真54-57
• 4.3 风储联合发电系统孤网运行57-61
• 4.4 本章小结61-62
• 5 卧牛石风储联合系统黑启动62-72
• 5.1 卧牛石风储黑启动方案62-63
• 5.2 风储系统黑启动仿真建模63-66
• 5.3 风储系统黑启动过电压校验66-70
• 5.3.1 单回线分段充电方案67-69
• 5.3.2 单回线直接充电方案69-70
• 5.4 本章小结70-72
• 6 结论与展望72-74
• 6.1 结论与创新点72
• 6.2 创新点摘要72
• 6.3 展望72-74
• 参考文献74-79
• 附录A 卧牛石风储电站基本参数明细79-83
• 攻读硕士学位期间科研项目及科研成果83-84
• 致谢84-85
• 作者简介85

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：1060102