含有压缩空气储能的微网规划与运行控制研究
[Abstract]:Microgrid is an important part of the energy Internet, which can effectively integrate distribution network, distributed power supply and load. When there is a certain proportion of renewable energy in the microgrid, it is usually necessary to configure the energy storage system to decouple the fluctuating energy supply and the rigid energy demand, improve the flexibility of the system and ensure the reliable operation of the system. Compressed air energy storage has long life cycle, fast climbing speed and short start-up time. It can realize large capacity and long time energy storage. It has become a new choice in micro-grid energy storage system. In this paper, the system structure, mathematical model, capacity optimization and operation control of compressed air energy storage and microgrid are studied as follows: (1) the system structure and energy storage of non-recombustible compressed air energy storage are studied. The thermodynamic process of energy release. Considering that the power and energy state of energy storage is the most concerned in the analysis of microgrid operation, the three main components of compressor, expander and gas storage space are taken as the research object, and based on thermodynamic analysis, A simplified model of compressed air energy storage for the analysis of microgrid planning and scheduling problem is established. (2) to solve the problem of sub-optimal solution caused by optimizing microgrid capacity based on established strategy, A bilevel optimization model for the capacity and operation of an independent microgrid with compressed air energy storage is proposed. The upper optimization model considers the fixed cost and the minimum total cost of the variable cost as the optimization objective to solve the capacity configuration. The lower optimization model takes into account the reserve capacity, the unit climbing and other system operation constraints. The optimal operation mode under capacity configuration is solved with the minimum variable cost including running cost and environmental treatment cost as the optimization objective. The comparison with the configuration method based on the established strategy shows that the two-layer optimization model proposed in this paper can fully take into account the effect of operation mode on capacity optimization. A more economical and environmentally friendly configuration scheme is obtained. (3) considering the dynamic characteristics of power electronic interface microsource prime mover for the voltage frequency control problem of independent microgrid, The constant voltage frequency control (V / F control) of single voltage frequency control unit and the droop control of multi voltage frequency control unit are carried out. The effect of the response characteristics of the prime mover on the steady operation of the inverter is analyzed. At the same time, considering that the response speed of the microsource prime mover varies greatly, the traditional droop control is improved: when the load changes in the microgrid, the compressed air energy storage adjusts the active power sag coefficient to a lower level, and then increases gradually. When the load changes dramatically, the fluctuating power is first balanced by compressed air energy storage with a faster response, while the output of other controllable microsource inverters changes slowly to match the slower response of the original part of the inverter. The example shows that the rapid response ability of compressed air energy storage is very important for the independent microgrid to operate reliably, safely and continuously.
【学位授予单位】:山东大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TM732
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,本文编号:2358091
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