【摘 要】
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风电并网系统输出功率的波动问题始终制约着风电的发展,影响我国对风能资源开发和利用进程。风能资源在我国某些地区分布较广,风力充沛,有极大的开发价值,但风能资源具有间歇性、随机性和波动性等特点,输出的风电功率波动性强,对并网系统的电压质量、频率波动和功率的平衡都产生影响,危及整个电网的健康运行。研究大规模的风电并网运行,维持风电系统接入点的功率平衡,使风电能融入电网并被利用显得尤为重要。主要研究内容如
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风电并网系统输出功率的波动问题始终制约着风电的发展,影响我国对风能资源开发和利用进程。风能资源在我国某些地区分布较广,风力充沛,有极大的开发价值,但风能资源具有间歇性、随机性和波动性等特点,输出的风电功率波动性强,对并网系统的电压质量、频率波动和功率的平衡都产生影响,危及整个电网的健康运行。研究大规模的风电并网运行,维持风电系统接入点的功率平衡,使风电能融入电网并被利用显得尤为重要。主要研究内容如下:混合储能结构部分重点研究了蓄电池和超级电容器的拓扑结构和数学模型。构建基于储能技术的双端VSC-HVDC系统拓扑图,将风电经柔性直流输电系统输送到受电端。双向DC-DC变换器根据储能系统要求切换Buck/Boost充放电模式,解决混合储能系统和直流母线间的功率流向问题。对算例分析并计算,确定蓄电池和超级电容器容量。由混合储能结构中蓄电池响应速度慢而超级电容器响应速度较快的特点,设计分频控制的协调控制策略。一阶RC低通滤波器将风电场输出的功率波动分频,低频部分的功率波动由蓄电池平抑,而由超级电容器抑制高频部分的功率波动。设计可变截止频率的低通滤波器,研究提出自适应模糊PI控制以调节其控制参数,提高蓄电池的利用率,减少蓄电池的充放电次数,优化了混合储能系统的分频控制策略。对不同运行状态下风电场的功率平衡作定性分析,在Matlab/Simulink仿真平台上对基于混合储能技术的柔性直流输电系统拓扑结构图及其控制策略仿真。由系统仿真输出蓄电池和超级电容器电流、直流母线电压,受电端频率和功率波动曲线等可得,仿真结果表明自适应模糊PI协调控制策略可以合理分配波动的功率,经混合储能系统充放电平抑后,可维持并网系统接入点的功率平衡。
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