基于多元复合储能的风电场输出功率指令优化策略研究
发布时间：2020-12-14 07:16
我国进入“十三五”规划以来,不断优化调整能源结构,风电装机量逐年提高,包括风能在内的清洁可再生能源受到国内外高度重视。风能蕴藏量丰富,可以循环利用,对环境友好,然而风力发电功率存在的随机性和间歇性,以及较高弃风量成为制约风力发电装机并网的主要瓶颈。由多种储能装置组成的复合储能系统,综合了各种储能介质的特点,能量密度高,功率密度高,可以有效平滑风电功率波动,提高风电功率消纳能力,优化功率输出。本文从风电功率的频率特性角度,分析了风电机组输出功率波动性和随机性,阐明了进行功率输出优化的必要性。基于风电功率的多时间尺度特性,提出了由压缩空气储能、超级电容以及锂离子电池构成的多元复合储能系统,通过比较三种储能方式的特点,验证建立多元复合储能系统的可行性,为储能装置的选择方案提供依据。为了提前组织管理风电输出功率,协调储能指令分配,需要提供较为准确的风速预测。基于最小二乘支持向量机的回归预测模型和粒子群优化算法,以某风电场现场风速采样数据为基础,进行了风速短期预测,分析了影响预测模型准确性的LSSVM参数,引入PSO算法优化LSSVM参数,经仿真实验验证,经过PSO优化参数后的预测风速平均误差率...
【文章来源】：河北大学河北省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国风电弃风量
图 2-2 风电场功率幅频曲线线分析可知，波动能量呈现出高中低频信号的划分，从整体上性，集中在低频部分，随着频率的升高，能量呈递减的趋势。经构和原理分析，结合表 2-1 中储能系统的特性参数，可见压缩空，储能成本最低，而且储能容量大；超级电容响应快，且循环寿此由压缩空气储能来平抑能量集中的低频部分，波动频率高但级电容来平抑，锂离子电池可用来平抑中频波动部分。表 2-1 储能系统特性参数 响应时间 适合储能周期 能量成本（USD/(kw.h)） 循环 1~20ms 1ms~1h 500~1000 500 0 >20ms s~h级 300 >10 min h~月级 20~50 10
图 2-3 多元复合储能系统结构图在图 2-3 结构下，锂离子电池与超级电容器分别连接到 DC/DC 变流器的低压侧，接入直流母线。压缩空气储能接入 DC/AC 变流器后，连接到 DC/DC 变流器的低压侧，这种连接方式便于对储能单元直接控制，可以恒定母线电压，进行优化控制输出，延长储能单元寿命，提高储能单元利用率。2.3 超级电容储能2.3.1 超级电容的工作原理和模型在储能机理上，超级电容采用了双电层原理[33]，在超级电容内部有正负极板，当有电压加在极板上时，由于极板间存在的不同极性电荷，会形成电势差，进而形成电场，正负离子在电场作用下迅速向两极板靠拢，形成双电层。超级电容的充放电过程是物理过程，只是在两极板上的电荷量发生变化，因而可以反复充放电，响应速度较快。电容
本文编号：2916052
【文章来源】：河北大学河北省
【文章页数】：63 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
中国风电弃风量
图 2-2 风电场功率幅频曲线线分析可知，波动能量呈现出高中低频信号的划分，从整体上性，集中在低频部分，随着频率的升高，能量呈递减的趋势。经构和原理分析，结合表 2-1 中储能系统的特性参数，可见压缩空，储能成本最低，而且储能容量大；超级电容响应快，且循环寿此由压缩空气储能来平抑能量集中的低频部分，波动频率高但级电容来平抑，锂离子电池可用来平抑中频波动部分。表 2-1 储能系统特性参数 响应时间 适合储能周期 能量成本（USD/(kw.h)） 循环 1~20ms 1ms~1h 500~1000 500 0 >20ms s~h级 300 >10 min h~月级 20~50 10
图 2-3 多元复合储能系统结构图在图 2-3 结构下，锂离子电池与超级电容器分别连接到 DC/DC 变流器的低压侧，接入直流母线。压缩空气储能接入 DC/AC 变流器后，连接到 DC/DC 变流器的低压侧，这种连接方式便于对储能单元直接控制，可以恒定母线电压，进行优化控制输出，延长储能单元寿命，提高储能单元利用率。2.3 超级电容储能2.3.1 超级电容的工作原理和模型在储能机理上，超级电容采用了双电层原理[33]，在超级电容内部有正负极板，当有电压加在极板上时，由于极板间存在的不同极性电荷，会形成电势差，进而形成电场，正负离子在电场作用下迅速向两极板靠拢，形成双电层。超级电容的充放电过程是物理过程，只是在两极板上的电荷量发生变化，因而可以反复充放电，响应速度较快。电容
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