电池储能电站主动支撑控制策略及其参与电网调频特性分析
发布时间：2021-08-28 09:03
高比例新能源接入电网是改善能源结构、加快电网转型的关键,然而风电及光伏场站大量的电力电子装置几乎不具备惯量特性与阻尼特性,导致新能源系统频率及电压稳定支撑能力受到严重考验。近年来,大规模储能系统吞吐能量的灵活性成为电力系统新的调频稳压手段,特别是响应时间短、能量提供稳定的大容量电化学储能的并网技术及频率调控能力的开发与利用备受关注。本课题围绕电池储能电站的并网控制策略及其参与电网多时间尺度的调频过程进行了深入研究。首先阐述了电池储能电站的总体建模过程,包括电池组模型,主动支撑控制系统模型及充放电管理系统模型。本文提出一种基于同步机三阶模型的电池储能电站的主动支撑控制策略,该策略能将储能变流器等效成具有励磁系统和调速系统的近似同步电压源,为低惯量、弱阻尼的新能源电力系统提供必要的惯量特性与阻尼特性。通过DigSILENT/PowerFactory仿真软件搭建四机两区仿真系统,对比分析并网逆变器采用同步机三阶模型的主动支撑控制与传统虚拟同步控制的调频稳压能力。其次分析了电力系统多时间尺度的调频过程,包含惯性响应阶段,一次调频过程,二次调频过程及发电厂的重新调度分配过程。提出了电池储能电站满...
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－４输配电环节配置储能电站调频结构??（４）需求侧分布式储能集群调频
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【参考文献】：
期刊论文
[1]储能的应用现状和发展趋势分析[J]. 孙玉树,杨敏,师长立,贾东强,裴玮,孙丽敬. 高电压技术. 2020(01)
[2]江苏电网侧百兆瓦级电池储能电站运行与控制分析[J]. 李建林,牛萌,王上行,周京华,袁晓冬. 电力系统自动化. 2020(02)
[3]基于分布式控制原理的电池储能系统二次调频控制[J]. 张圣祺,袁蓓,季振东,魏晓婧,赵剑锋. 电工技术学报. 2019(S2)
[4]蓄电池-超级电容混合储能系统性能优化[J]. 柴秀慧,张纯江,柴建国,李艳,刚磊. 电工电能新技术. 2019(09)
[5]利用储能系统实现可再生能源微电网灵活安全运行的研究综述[J]. 刘畅,卓建坤,赵东明,李水清,陈景硕,王金星,姚强. 中国电机工程学报. 2020(01)
[6]风储联合发电系统参与频率响应的模型预测控制策略[J]. 虞临波,寇鹏,冯玉涛,冯浩天. 电力系统自动化. 2019(12)
[7]考虑储能调频死区的一次调频控制方法[J]. 马智慧,李欣然,谭庄熙,黄际元,贺悝. 电工技术学报. 2019(10)
[8]含光伏电站和蓄电池储能系统的主动配电系统状态估计[J]. 方治,宋绍剑,林予彰,林小峰,程港. 电力系统自动化. 2019(13)
[9]澳大利亚100 MW储能运行分析及对中国的启示[J]. 曾辉,孙峰,邵宝珠,葛维春,葛延峰,许天宁. 电力系统自动化. 2019(08)
[10]电池柔性成组储能系统故障冗余控制策略[J]. 宋峻竑,张维戈,梁晖,姜久春. 中国电机工程学报. 2019(07)
博士论文
[1]利用储能提升含风电并网电力系统稳定性的研究[D]. 刘巨.华中科技大学 2016
硕士论文
[1]基于新能源主动支撑的网络惯量分摊机理及稳定特性分析[D]. 谢禹.东北电力大学 2019
[2]电池储能电站等值建模方法研究[D]. 孙楠.东北电力大学 2018
[3]参与电网调频的储能系统运行控制策略研究[D]. 刘东源.东北电力大学 2018
[4]基于虚拟同步发电机的VSC变换器控制策略研究[D]. 潘岱栋.东北电力大学 2016
本文编号：3368224
【文章来源】：东北电力大学吉林省
【文章页数】：66 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１－４输配电环节配置储能电站调频结构??（４）需求侧分布式储能集群调频
ＴＶ??／＇ｄ?／????■?■?■■Ｑ?ｗｄ?Ｗｑ?／ｄ?／ｑ??，’ｑ?电流内环?？＊???ｆ??Ｖ?尸?ｂａｔｔｅｒｙ?Ａ?——，ｍｅａｓ??Ｍｗ?ｉ?调速控，１?—??／?［／?制器?ｓｏｃ??充放电管电池＾?｜７＾ｒ??理系统?型?／Ｊ?／—￣ｉ?ｙ＼?ｕｍｃａｓ?ＵＴＣ，??丨．?Ａ．?ｌ／ｓ〇ｃ１??Ｌ－ｆ￣￣■￣￣ｆ??；＂Ｔ?ｖ＾Ａｅ±＾?＾同步发电?＾＾＝７１??ｇ电压外环丨网虚子阶模型ＩＪ?ｆ?１§?Ｐ??图２－１电池储能电站总体控制结构及模型??２．３电池组模型??电池子系统可由多个电池模块（铅酸蓄电池）串联而成，再由多个电池子系统并??联而成形成电池储能电站，从而实现更高的电压等级和更大的储能容量。本文将铅酸??蓄电池模块作为电池储能电站的主要能量来源，通过电池储能电站的输出功率Ｐｈａｕｅｒ＞??为输入控制信号，的与直流侧电压的作为输入信号，通过蓄电池组控制模型得到单??个蓄电池组模块的输出特性，包括单个蓄电池模块的电压认ｅｌｌ、电流／ｃｅｌｌ及荷电状态??（ｓｔａｔｅ?ｏｆ?ｃｈａｒｇｅ．?ＳＯＣ）．同时直流侧电压ｖｄｃ同时作为输入信号和输出信号形成闭环控??制，提高储能电站源端控制的可靠性。电池储能电站的源端特性模型如图２－２所示。???＾???．?＞丨?直流侧?７?电池组?Ｕ，??ＰＱ测量?＾ｂａｔｔｅｒｙ?＾?计算器???？＂变量模型?ＳＯＣ＾??纖丨＾?＾模块?模块?＾???１／??１／??图２－２电池储能电站的源端模型??电池组模型通常由蓄电池模块等效屯路进行描述，即通过电气元件组成电路网??络模拟电池对
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【参考文献】：
期刊论文
[1]储能的应用现状和发展趋势分析[J]. 孙玉树,杨敏,师长立,贾东强,裴玮,孙丽敬. 高电压技术. 2020(01)
[2]江苏电网侧百兆瓦级电池储能电站运行与控制分析[J]. 李建林,牛萌,王上行,周京华,袁晓冬. 电力系统自动化. 2020(02)
[3]基于分布式控制原理的电池储能系统二次调频控制[J]. 张圣祺,袁蓓,季振东,魏晓婧,赵剑锋. 电工技术学报. 2019(S2)
[4]蓄电池-超级电容混合储能系统性能优化[J]. 柴秀慧,张纯江,柴建国,李艳,刚磊. 电工电能新技术. 2019(09)
[5]利用储能系统实现可再生能源微电网灵活安全运行的研究综述[J]. 刘畅,卓建坤,赵东明,李水清,陈景硕,王金星,姚强. 中国电机工程学报. 2020(01)
[6]风储联合发电系统参与频率响应的模型预测控制策略[J]. 虞临波,寇鹏,冯玉涛,冯浩天. 电力系统自动化. 2019(12)
[7]考虑储能调频死区的一次调频控制方法[J]. 马智慧,李欣然,谭庄熙,黄际元,贺悝. 电工技术学报. 2019(10)
[8]含光伏电站和蓄电池储能系统的主动配电系统状态估计[J]. 方治,宋绍剑,林予彰,林小峰,程港. 电力系统自动化. 2019(13)
[9]澳大利亚100 MW储能运行分析及对中国的启示[J]. 曾辉,孙峰,邵宝珠,葛维春,葛延峰,许天宁. 电力系统自动化. 2019(08)
[10]电池柔性成组储能系统故障冗余控制策略[J]. 宋峻竑,张维戈,梁晖,姜久春. 中国电机工程学报. 2019(07)
博士论文
[1]利用储能提升含风电并网电力系统稳定性的研究[D]. 刘巨.华中科技大学 2016
硕士论文
[1]基于新能源主动支撑的网络惯量分摊机理及稳定特性分析[D]. 谢禹.东北电力大学 2019
[2]电池储能电站等值建模方法研究[D]. 孙楠.东北电力大学 2018
[3]参与电网调频的储能系统运行控制策略研究[D]. 刘东源.东北电力大学 2018
[4]基于虚拟同步发电机的VSC变换器控制策略研究[D]. 潘岱栋.东北电力大学 2016
本文编号：3368224
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