飞轮储能阵列中各单元运行控制方法研究

发布时间：2020-05-28 21:56

【摘要】：人类对能源需求的不断增加促进了分布式能源发电的飞速发展,在众多分布式发电技术中,光伏发电以其清洁无污染且分布广泛等优势备受瞩目,在电力系统中分布广泛。飞轮储能具有使用寿命长,转换效率高,清洁环保等优点,对于提高供电的可靠性与供电的电能质量有着重要意义。为满足大容量储能的要求,本文将多个飞轮单元并联构成飞轮储能阵列。针对光伏发电随机性和波动性的缺陷,将飞轮储能阵列系统应用于平滑光伏输出功率的波动,构建光伏-飞轮联合发电系统。本文着眼于飞轮储能阵列内各单元功率分配,从以下几方面开展了研究:首先,阐述了飞轮储能的工作原理及系统结构,建立了飞轮储能系统数学模型,对比了交流母线并联和直流母线并联两种飞轮储能阵列系统实现方案,本文采用直流母线并联的拓扑结构。简要介绍了光伏发电系统的特点以及光伏-飞轮联合发电系统的拓扑结构,分析了飞轮单元在不同运行状态下的控制方式。然后,针对飞轮储能阵列系统内部各飞轮单元的运行控制,提出了两种不同的飞轮储能阵列功率分配策略:第一种是基于一致性算法的功率分配策略,该算法以各飞轮储能单元应储存或释放功率与各单元的充放电裕度比值一致为目标,在每个充放电周期经迭代求解出各单元充放电比例系数,从而求出各单元参考功率,同时对各单元最大充放电功率进行约束,有效防止了过充过放。第二种是改进的花朵授粉算法,通过改进加快了算法收敛速度和寻优精度,在满足功率调度指令的基础上以飞轮损耗功率最小为目标,对个飞轮单元进行功率分配。最后,使用Matlab/Simulink搭建了飞轮储能阵列系统模型,对两种功率分配策略进行了仿真验证,仿真结果表明:两种策略均能实现对功率指令的合理分配,飞轮储能阵列依照功率指令运行可以良好地完成调度任务。
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM619

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本文编号：2685896