储能装置对系统稳定性的影响及优化

发布时间：2020-11-21 17:01

　　 电网的发—输—配—用电阶段是在同一时间实现的,所以保证每个环节的功率平衡性很有必要。储能装置可以为电网系统增加一个缓冲的环节来储蓄电能,如此可实现电能的自由储蓄和释放,同时还可以实现有功和无功的双向流动,调节电网的不平衡。同时,全面增加电力设备的使用率,增强电网运行的便易性,实现电网稳定性的提高。储能装置并网技术的实现能都完成对电网能力的调节和管理,能够实时削弱电网受到扰动的影响,从而极大的提升电网的智能化和坚强化水平。应用储能装置的方式是因为电池能量密度高、响应时间短、对场所的要求低、寿命和效率比较高,并且储能电池的造价低廉、工艺技术较为成熟、可以大规模的投入运行,所以是未来电力方面大规模发展的主要方向之一。论文先从原理出发说明了电力系统稳定性。当电力系统面对小干扰,如何能够维持稳定并且达到新的平衡。或者但出现大干扰时,系统无法维持稳定所造成的严重后果。此外,还应用MATLAB软件模拟了电力系统出现短路故障时各母线上参数值的波形图,从实际的角度来说明电力系统稳定性对电网的重要性。论文还为储能电池组建立了数学模型以及其相应的控制结构也简单的建立了数学模型。从数学的角度分析储能电池的原理和类型,为之后控制方面提供理论依据。此外,论文中详述了各种电池的基本储能单元,其中包括了两种类型:DC/DC+DC/AC基本储能单元、DC/AC基本储能单元,并结合其他电力元件,如变压器,来仔细分析各个基础单元并网的利弊。从可靠性、高效性、经济性等方面分析了各种并网结构的特点。最后,论文介绍了应用MATLAB模拟所设计的电路拓扑图,将并入储能装置的单机无穷大系统与未并入储能装置的单机无穷大系统进行模拟仿真,详细介绍了个主要元件如,逆变桥,三相变压器的参数设置和模块作用,·并最后运行Simulink中的电路图,对比两种不同电路图的结果,仔细分析并得出结论。我国新能源的崛起为我国不可再生能源的使用做了突出的贡献,但新能源随机性和不确定性是我国电网坚强性的极大挑战。储能装置出现与研发将对电网的智能化、坚强化地运行和管理有着重要的价值。
【学位单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2017
【中图分类】：TM712;TM912
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 国内外研究现状及存在问题
        1.2.1 储能发展的现状
        1.2.2 储能装置的应用现状
    1.3 课题主要的研究目的及工作
2 电力系统暂态稳定性
    2.1 暂态稳定计算的目的与意义
    2.2 暂态稳定计算问题的数学模型
        2.2.1 暂态稳定计算的数学模型
        2.2.2 模型暂态稳定计算的基本原理
    2.3 基于MATLAB的电力系统暂态稳定性模拟仿真
        2.3.1 简介
        2.3.2 MATLAB仿真介绍
    2.4 总结
3 储能电池的原理及应用
    3.1 储能电池的简介
        3.1.1 简介
        3.1.2 储能控制
    3.2 电池储能装置的主要组成部分及模型
    3.3 电池储能装置的数学建模方法
        3.3.1 电池组的建模方法
        3.3.2 变换器建模方法
        3.3.3 电池储能装置控制模型
    3.4 小结
4 电池储能并网的拓扑结构优化
    4.1 基本单元的分类
    4.2 储能装置的并网方案优化设计
        4.2.1 基于储能单元串联的并网接入系统
        4.2.2 基于变压器升压型PCS
    4.3 总结
5 储能装置并网对电网稳定性的影响
    5.1 储能装置对发电机输出功率的影响分析
        5.1.1 简介
        5.1.2 基于数学算法的储能电池对发电机影响
    5.2 储能装置并网对系统稳定性影响
        5.2.1 锂电池的组成
        5.2.2 储能装置的并网方案
        5.2.3 MTLAB仿真
        5.2.4 无穷大功率电源的暂态过程仿真结果及分析
    5.3 储能装置对电力系统稳定性影响的仿真
        5.3.1 三相变换器MATLAB仿真
        5.3.2 仿真运行及其结构
    5.4 小结
结论与展望
    结论
    展望
参考文献
读研期间主要科研成果
致谢

【参考文献】

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本文编号：2893319