风光储系统物理建模技术研究

近年来，传统的集中式发电和配电系统规模的扩大受到一定限制，为满足未来电力需求的增长，越来越多的分布式能源得到了快速的发展。然而分布式发电的随机性和不可控性会引起许多问题，一个较好的解决方法就是将分布式电源与电力负荷构建成一个微电网系统。一个典型的微电网是由多种分布式发电单元、储能系统及低压配电系统中的电力负荷组成。微电网被视为未来电力行业发展的重要方向。 然而，我国配电网建设相对落后，配网的发展进程与其需求相比存在较大的差距。当前的配电网络，无论在一次结构还是二次监控等方面，对上述新能源设备的接入还缺乏系统的考虑，基本不具备相关技术条件或缺少技术手段全面评估上述新设备大规模接入对电网的影响。为此，有必要尽快体系化地开展新能源设备仿真技术研究，为解决未来配电网的发展提供技术支撑平台。 传统的风光储系统物理仿真平台多为实物仿真，受风、光等自然条件的约束，传统仿真平台很难在实验室物理平台实现，为解决这一难题，本文提出一种利用电力电子装置与计算机模拟系统相结合来模拟实际风光储系统的物理建模方法。 首先分析了风/光/储系统物理模拟的基本理论及数学模型，提出了风/光/储系统物理模型的整体构建和运行分析方案。建立了含风力发电系统、光伏发电系统、储能系统以及配电网系统的物理仿真平台，然后深入分析了系统建模方法以及风/光/储系统的控制方法，提出了一种系统复合控制方案。风光系统变流系统采用基于电压定向的矢量控制，而储能系统采用了基于电压和频率下垂的有功无功功率复合控制。将储能模拟系统的工作模式分为主动检测模式和被动调度模式，在不同的工作模式下完成不同的功能并采用不同的控制方式。 最后在分布式发电实验室中接入搭建的物理平台，通过动模仿真实验验证了所提出方案的正确性以及所构建的平台的有效性。