液流电池储能系统及其在风电并网中应用

发布时间：2017-08-24 08:13

  本文关键词：液流电池储能系统及其在风电并网中应用

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【摘要】：在全球环保和资源压力日益紧张的背景下,我国的能源形势尤其严重,大力发展风电等清洁能源已成为我国政府乃至全世界公认的必然选择。但随机、间歇和波动等特性造成了风电随机波动、难以预测的问题,给可再生能源发电系统的直接并网运行带来了困难与挑战。储能技术的发展为风电大规模并网提供了有效解决办法。风电场配置储能可平滑有功功率波动以解决风电并网难题。液流电池以其能量密度大、调节能力快、循环寿命长等特点,适合于风电并网应用场合。本文提出了基于高次多元多项式的液流电池外特性数学模型并搭建理论仿真模型,仿真结果显示该模型具有良好的理论精度;提出了一种自适应窗宽加权滑动滤波的优化平抑策略,仿真结果显示优化控制策略在与传统策略达到同样波动率抑制指标的情况下,能明显缩小所配置的储能系统能量吞吐量;对风电场弃风量与储能配置间的相关性进行了非参数估计计算,并提出基于弃风量的经济性模型,仿真结果给出了最优风电场储能功率、容量配置计算办法,也凸显了优化平抑策略在缩小储能配置、提高风电场经济收益方面具有优势意义。同时,本文还介绍了基于幅相控制策略的储能并网逆变器原理及实现,针对并网逆变器交流侧直流分量偏移问题提出了直流分量间接补偿策略且通过动模试验验证了其实用性与有效性;介绍了液流电池模拟器实现及其测试试验,试验结果表明其具有良好的运行性能与模拟性能;利用液流电池模拟器搭建了风电并网逆变试验平台并进行动模试验,试验结果表明所设计的液流电池模拟器与基于优化平抑策略的储能并网逆变器性能稳定,控制准确,验证了优化平抑策略具有良好的工程实用性。
【关键词】：风电并网 液流电池 平抑策略 储能配置 并网逆变器
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM912;TM614
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 课题研究的背景与意义9-10
• 1.2 各种储能技术在风电场中应用前景的比较分析10-12
• 1.3 液流电池储能技术的研究现状12-15
• 1.4 储能系统控制策略研究现状15-16
• 1.5 本文主要研究内容及章节安排16-18
• 2 液流电池系统数学建模与仿真18-37
• 2.1 液流电池系统的原理18-21
• 2.2 液流电池主要技术特点21-22
• 2.3 液流电池等效电路模型22-23
• 2.4 基于高次多元多项式表达的液流电池数学模型23-31
• 2.5 基于数学模型的液流电池仿真研究31-36
• 2.6 本章小结36-37
• 3 含液流电池储能的风电场并网功率平抑37-61
• 3.1 风电输出功率特性分析37-40
• 3.2 含储能系统的风电并网系统40
• 3.3 基于自适应窗宽加权滑动滤波的功率平抑40-46
• 3.4 液流电池储能配置计算方法46-60
• 3.5 本章小结60-61
• 4 风电场的液流电池并网逆变器实现61-81
• 4.1 储能并网逆变器建模及其控制策略61-66
• 4.2 储能并网逆变器的软硬件实现66-73
• 4.3 含隔离变压器的储能并网逆变器直流分量补偿73-80
• 4.4 本章小结80-81
• 5 液流电池并网储能系统动模试验81-91
• 5.1 数字式液流电池模拟器的实现及其试验81-86
• 5.2 并网试验平台搭建86-87
• 5.3 基于自适应窗宽加权滑动滤波策略的功率平抑试验87-90
• 5.4 试验结果分析90
• 5.5 本章小结90-91
• 6 总结及展望91-93
• 6.1 全文总结91-92
• 6.2 研究展望92-93
• 致谢93-94
• 参考文献94-102
• 附录1 攻读硕士学位期间发表论文102-103
• 附录2 攻读硕士学位期间参与的科研项目103

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本文编号：730174