考虑储能电池SOC状态的风电场功率波动抑制控制

在风电场增设储能系统通过功率的动态补偿可以有效地平抑风电场的功率波动,改善风电电能质量,提高电网的风电接纳能力。综合考虑电池的荷电状态(SOC)和风电场输出功率波动抑制效果,提出了一种模糊自适应的控制策略,通过调节滤波时间常数防止电池的过载,通过在有功功率给定值上加上模糊调整量优化电池的SOC状态。仿真结果表明,该控制策略能够兼顾风电场功率波动抑制效果和储能电池的SOC状态,对储能电池的荷电状态进行优化,达到延长电池寿命的目的。     

储能型风电场作为黑启动电源时电池储能系统的配置方法

通过为风电场配置储能系统,使其作为电网的黑启动电源,对于提高电网在故障后的恢复速度具有重要作用.以呼伦贝尔电网为研究对象,提出一种为其大良风电场配置电池储能系统的方法,以能够启动附近电厂的热电机组.首先,依据仿真所得储能系统有功输出数据,对电池模块额定容量的极限进行配置,进一步考虑初始荷电状态范围的影响,以配置电池模块容量的成本最小化、初始荷电状态范围最大化为目标,采用线性加权和法构建电池模块额定容量的双目标优化模型,以求解最优额定容量;其次,根据储能系统有功和无功功率输出最大值,确定电池模块的最大充放电功率和逆变器容量;最后,通过仿真表明,所提配置方法能有效降低储能系统的配置成本.     

平抑风电波动的混合储能系统控制策略

为了有效平滑风电出力,提出一种针对混合储能系统的双层模糊优化控制策略。利用小波包分解方法将风电场输出功率进行分解,根据混合储能系统特性进行功率分配;采用模糊控制对储能系统的充放电功率和荷电状态进行协调控制,在此基础上以混合储能系统的平均荷电状态及其参考值为输入,采用第二次模糊控制优先对混合储能系统中的超级电容器进行再次充放电功率优化控制,同时实现风电场有功功率的平滑输出;以实际风电场数据为基础,在Matlab/Simulink中搭建数学模型,经过仿真分析证明该控制策略的有效性。     

电池储能电站在风力发电中的应用研究

对利用电池储能电站平滑风电场的输出,减小风电输出功率的波动对电网的影响进行了仿真研究。以基于铅酸蓄电池的电池储能电站为研究对象,建立了基于铅酸蓄电池三阶动态等效电路模型的电池储能电站动态数学模型;设计了一种考虑铅酸蓄电池荷电状态的一阶滤波有功控制策略;应用Matlab软件中的Simulink环境,以建立的数学模型为基础搭建了仿真平台。以随机风为例,对采用电池储能电站平滑并网风电场有功功率输出进行了仿真研究。仿真结果表明电池储能电站在动态平滑风电场有功功率输出的同时,还得到了有效保护。     

风电配套电池储能电站的仿真研究

对利用电池储能电站平滑风电场的输出,减小风电输出功率的波动对电网的影响进行了仿真研究。以基于铅酸蓄电池的电池储能电站为研究对象,建立了基于铅酸蓄电池三阶动态等效电路模型的电池储能电站动态数学模型;设计了一种考虑铅酸蓄电池荷电状态的一阶滤波有功控制策略;应用Matlab软件中的Simulink环境,以建立的数学模型为基础搭建了仿真平台。以随机风为例,对采用电池储能电站平滑并网风电场有功功率输出进行了仿真研究。仿真结果表明电池储能电站在动态平滑风电场有功功率输出的同时,还得到了有效保护。     

基于储能与桨距角协调控制的风电功率波动平抑方法

在风力发电系统中配置一定容量的储能系统,可以有效平抑风电功率波动。提出一种新的基于混合储能的风电功率平抑控制策略,采用滑动平均值算法获取风电输出期望功率,蓄电池和超级电容构成混合储能补偿系统。采用Mamdani型模糊控制器改变滤波器时间常数,实现可变滤波;考虑到滤波器的延迟效应,利用Takagi-Sugeno型模糊控制器调整蓄电池参考功率值,从而实现混合储能系统内部的协调控制,优化补偿功率分配。同时,提出基于储能系统荷电状态的风储协调控制机制,将风机桨距角的功率调节与储能功率平抑相结合,协同工作实现风电功率的良好平抑。仿真结果表明该协调控制策略具有良好的风电功率平抑效果。     

平抑风电功率波动的电池储能系统模糊控制方法

在应用储能系统平抑风电场功率波动的过程中,为有效增强功率波动平抑的效果,同时延长储能系统的工作寿命,提出了基于模糊控制的储能系统控制方法。该方法根据风电机组输出功率的变化值和储能系统的电池荷电状态,采用模糊控制方法,实时调节低通滤波器的滤波时间常数,在尽可能平抑风电机组功率波动的同时,有效地保证电池荷电状态维持在限定范围内,避免电池过度充电或过度放电。在SIMULINK环境下进行了采用和不采用模糊控制的仿真对比,结果表明采用模糊控制的储能系统控制方法可以有效降低风机输出功率的变化率,同时也能降低储能电池荷电状态的变化率。     

风光储电站对临近火电厂黑启动的协调控制策略

为提高风光储新能源大量并网后电网黑启动能力,将风光储新能源电站作为黑启动电源启动临近火电厂的协调控制策略进行研究.火电机组黑启动过程中,风光出力小于火电机组辅机功率时,风光机组采用最大功率跟踪,储能负责平衡系统功率;风光出力超过火电机组辅机功率时,光伏通过建立不同光强环境下减载量与电压偏离值之间的关系进行减载,风电机组按辅机功率与光伏出力差额超速控制减载进行负荷跟踪,该控制策略可降低黑启动过程中储能充放电功率和转换次数.最后在DIgSILENT/PowerFactory仿真软件中搭建了风光储新能源电站对临近火电厂黑启动的仿真模型,验证了所提控制策略的有效性.     

基于钒电池储能系统的风电场并网功率控制

随着风力发电并网容量的增加,风电场功率波动对电网的影响越来越大.为提高风电场并网运行的稳定性,在其出口处增加新型环保钒氧化还原液流电池(VRB)储能系统,以有效调节并网功率.根据VRB的等效数学模型,分析了VRB荷电状态与端电压之间的变化特点,采用一级双向DC/AC变换器作为VRB储能系统的功率调节器,设计了相应的充放电控制与能量管理策略,并对具有VRB储能单元的风电场并网系统进行了建模和仿真.仿真结果表明,在风速波动的情况下,采用VRB储能系统能够快速、有效地平滑风电场输出的有功功率波动,并可为电网提供一定的无功支持,有效地改善了风电场的并网运行性能.     

基于Bloch球面的量子遗传算法的混合储能系统容量配置

风电功率波动对电网造成不容忽视的影响。风电并网处加入混合储能系统可有效降低风电对电网的影响。首先,有效地分解风电有功功率,得到混合储能系统需平抑的波动功率;然后,在电池及超级电容器荷电状态、额定功率及充放电时间的允许范围内实现超级电容器优先充放电的协调控制方式;最后,应用映射于Bloch球面的量子遗传算法,确定满足混合储能系统技术要求及工程指标的混合储能系统配置方案,使混合储能系统成本最低。算例分析证明了在监测荷电状态等约束条件下,优先超级电容器充放电控制方式的有效性及Bloch球面量子遗传算法配置混合储能系统方法的合理性。     

考虑电池储能系统荷电状态的近海可再生能源综合发电协调控制

近海可再生能源综合发电系统融合近海风电、波浪能发电以及潮流能发电于体,其输出功率具有较大的随机波动特性。为减小功率波动对电网的不利影响,采用电池储能对综合发电系统的输出功率进行平滑。在此基础上,考虑电池的荷电状态,提出了在防止电池过充过放的同时尽可能保持系统输出功率平稳的协调控制策略。当荷电状态维持在正常水平时,通过电池的充放电控制平抑功率波动;当电池发生过充电时,通过风电和潮流能机组的超速与变桨距协调控制,降低发电机侧输出功率;当电池发生过放电时,通过降低网侧输出功率设定值使电池恢复到正常工作状态。算例结果验证了上述方法的正确性和有效性。     

基于双回路SOC调节的风电场功率平滑控制策略

针对风电并网发电系统的功率波动问题,本文研究了一种基于双回路SOC调节的混合储能系统风电场功率平滑控制策略。对含有全钒液流电池和锂电池的混合储能系统,通过双回路SOC调节控制,合理分配锂电池和液流电池的实际输出功率,并实时更新混合储能的荷电状态。该控制策略实现了风电有功功率的平滑需求,并且使锂电池和全钒液流电池的SOC值稳定在安全范围内,可以有效减少锂电池的充放电次数,达到保护电池的目的。通过仿真实验,验证了该控制方法的有效性。     

面向集电系统电压调节的风电场无功电压控制策略

风能时空分布的差异性导致风电机组运行状态具有分散性,降低了风电场联网运行的安全性。本文提出了一种通过调控风电机组无功输出以改善机组端电压分布的均衡性、进而改善集电系统电压水平的风电场无功电压控制策略,其中各机组无功参考功率是根据电网无功指令,利用集电系统拓扑结构特点,基于网络分析非迭代计算求得。仿真结果表明,所提出控制策略能够改善风电场并网点电压水平,并且机组端电压水平基本一致,增强了风电机组抵御电网电压扰动的能力,提高了风电场联网运行的安全性。     

微机实现储能系统参与电网调频调压协调控制策略

提出在储能电站中加装一种独立控制装置,能够结合储能荷电状态(SOC)参与电网AGC和AVC优化策略,考虑电网频率和电压特性,装置能够完成有功-频率下垂特性控制和比例积分算法无功-电压控制,参与电网一次调频和动态调压的储能有功/无功协调控制策略.     

无功协调控制策略对风电场并网系统小扰动稳定性的影响

提出基于双馈式风电机组(DFIG)变频器的无功协调控制策略,以提供足够的无功功率来维持系统稳定.在DigSILENT/PowerFactory平台上,搭建风电场的详细模型,通过协调风电机组网侧和转子侧的无功功率参考值,改善风电机组的输出有功和无功功率;采用特征值分析方法,分析大型风电场在采用无功协调控制策略后,对电力系统低频振荡和小扰动稳定性的影响.仿真结果表明,该策略通过自动调节风电机组发出的无功功率,改善了DFIG的输出特性,提高了风电场的输出有功功率(通过稳定机端电压实现),对故障过程中风电机组的连锁脱网有一定抑制作用.     

海上风电场黑启动系统的风柴协同控制策略

在风电平价上网政策的推动下中国海上风电场建设加速,未来大规模的海上风电场将会成为沿海地区局域电网的重要供电电源。当沿海局域电网发生大停电时,海上风电场若具备作为黑启动电源的能力将显著加快电网恢复过程。为启动沿岸无黑启动能力的火电机组,文中提出了利用海上风电场配置的小容量辅助柴油发电机作为支撑电源启动海上风电机组,后经主变压器和高压海底电缆向陆上火电机组供电的黑启动方案。为改善黑启动系统的频率调节能力以及在投入高压海底电缆时维持系统电压稳定,分别提出一种风柴协同调频控制和一种考虑柴油发电机功率极限的动态无功补偿控制,后者利用了风机网侧变流器(WGSC)作为静止无功发生器(SVG)运行。最后在PSCAD/EMTDC上依据实例搭建了海上风电场黑启动模型,验证了所提方案及策略的可行性和有效性。     

基于储能系统的风电场无功功率优化控制研究

提出了一种基于储能系统的双馈风电场无功功率协调控制策略,该控制策略根据并网电网的实时运行状态和控制要求,确定风电场和储能系统的运行模式,并进行各种运行模式对应的并网电网的无功功率需求指令的整定计算。在此基础上,通过分析由双馈机组组成的风电场的实时无功调节能力,同时考虑储能系统的调节容量,确定无功功率指令在储能系统、风电场和外部电网的三级协调分配策略,包括储能系统、风电场和外部电网的一级分配原则,风电场各机组之间的二级分配原则和单台风电机组定子和网侧变换器之间的三级分配原则。实际仿真算例表明,所提策略能够充分发挥储能系统和风电场的快速无功调节能力,有效提高并网电网运行效率和并网电网的电压稳定性。     

基于经验模态分解与小波分析相结合的风电功率平滑控制

为了缓解风电功率输出的波动性对系统的影响,常用储能装置平滑风电的输出。合理配置储能装置容量的关键是确定风电场注入电网有功功率的参考值。当前计算风电场并网功率的参考值的主要方法,如低通滤波器平滑方法和频谱补偿法等,都存在着一定的缺陷。提出了一种采用经验模态分解与小波分析相结合的方法,能较好地分析原功率的特征,能更好地还原原有功率值,从而获得更为准确的风电并网功率的参考值。并在综合考虑电池储能的荷电状态、效率等情况下,采用仿真法得出储能装置容量的最低配置值。算例分析中,通过与传统的低通滤波平滑下的容量配置进行对比,验证了所提出方法的有效性和优越性。     

基于储能系统的双馈风电机组机网扭振抑制策略

针对由电网侧电气小扰动引起的机网扭振现象,提出了一种储能系统(ESS)的双馈风电机组(DFIG)机网扭振抑制策略。通过建立储能系统的数学模型,提出了储能系统的附加阻尼控制策略,利用储能系统既能输出无功也能输出有功的特点,根据风电机组母线电压偏差信号及电网电压频率偏差信号,控制储能系统的无功及有功功率的输出,在电网发生故障或者干扰时,稳定母线电压,抑制频率波动,从而及时有效地抑制机网扭振。仿真结果表明,对于传输线路末端无限大电网的电压暂降和频率波动的干扰引起的风电机组轴系扭振,储能系统能够有效地进行抑制。     

基于功率平衡控制原理的双馈风电机组辅助调频方法

高比例的风电并网给电网的功率平衡与频率稳定带来了严峻的挑战,如何充分发挥变速风电机组的有功备用潜力,研究风电场快速可控的调频控制方法成为提高风电消纳能力的关键问题。提出适用于全风速工况的变速变桨距风电机组的改进型有功控制策略,有效地实现了风电场响应电网功率调度指令减载运行并提供旋转备用。考虑风电场分散接入场景,针对机组跳机和负荷脱网等可监测的、大容量的单一扰动/故障事件,基于功率平衡控制原理提出风电场的辅助调频协调控制新方法,在电网功率发生突变时,根据风电场与扰动节点的最短电气距离,合理启动和分配不同风电场的紧急功率控制容量。仿真结果表明,所设计的风电场有功-频率控制方案能从降低暂态频率偏差幅值及减小频率恢复时间两方面,有效地提升系统发生扰动后的频率稳定性。