飞轮储能辅助燃煤机组调频动态过程仿真研究

近年来,可再生能源的快速发展对电网稳定性带来挑战,对常规燃煤机组的调频能力提出了更高的要求。但由于大容量燃煤机组热惯性较大,过快的调频速度会严重损害燃煤机组运行的安全性和经济性,而采用飞轮储能辅助燃煤机组调频能很好的解决上述问题。基于燃煤机组在发电过程中的工作特性,构建锅炉系统、汽轮机系统的数学模型;同时根据永磁同步电机的工作原理,对飞轮储能充放电过程控制策略进行研究,并在区域电网中模拟飞轮储能系统和常规火电机组共同参与二次调频互补协调运行的过程。在MATLAB/simulink中构建仿真模型对所提出的控制策略进行验证并得到仿真结果:耦合飞轮储能系统能减少系统频率变化量约1/2,同时减少输出功率波动和锅炉主蒸汽压力波动。结果表明,利用飞轮储能系统辅助燃煤机组调频,不仅能极大地提高调频质量,同时降低汽轮机输出功率波动和锅炉主蒸汽压力波动,延长机组寿命。