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《东北电力大学》 2011年
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钒液流储能电池建模及其平抑风电波动研究

唐志伟  
【摘要】:由于风电的随机波动性,大量风电的并网给电网带来了影响,因此,利用储能系统(ESS,Energy Storage System)平抑风功率波动的研究变得愈加重要。 由于钒液流电池(VRFB,Vanadium Redox Flow Battery)具有使用寿命长等优点,受到人们的广泛关注。本文以VRFB为储能元件研究其风电平抑控制策略,从VRFB电力系统建模和其平抑风电波动控制两个方面展开研究: 以钒氧化还原液流电池电化学交流阻抗等效电路为基础,对等效电路重要参数的变化规律做了分析与简化,建立了重要参数的数学模型和VRFB的仿真模型。并与实际VRFB充放电曲线进行比较,证明了所建立的VRFB模型能够比较精准的反映其充放电特性。 采用单台双馈感应发电机(DFIG,Double Fed Induction Generator)机端通过AC/DC变换器连接储能系统的配置方式进行研究,以AC/DC变换器的功率解耦控制为基础,设计了基于VRFB储能系统平抑风电波动的控制策略。 分析风电功率波动的频域特性及储能系统平抑风电功率的频率范围,利用低通滤波器设计风力发电机输出功率的控制目标,以此并分析其储能配置容量的确定方法。以某风场的实测风速数据和1.5MW双馈电机为例,通过PSCAD/EMTDC软件,对所提出的平抑控制策略进行数字仿真研究。 为了提高风电的可调度性,优化电池控制,提出以短期风电功率预测曲线的误差包络线为控制目标的新控制方法,从而为电网提供了可调度的风电功率预测曲线。该方法利用电压滞环控制实现储能系统充放电状态的转换,限制了储能电池的充放电次数,进而延长了储能电池的使用寿命,提高了储能电池使用的整体效益。最后通过数字仿真,验证了新平抑控制策略的有效性和可行性。
【学位授予单位】:东北电力大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TM614

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