分布式储能对微网运行特性的作用研究

微网对于保障供电可靠性、提高供电品质、集约应用分散的新能源,以及能源的梯级利用等有独到的优势,也有利于增强电网应对灾难的能力。微网还能以有源可控负荷的形式有机地融入智能电网。但微网也存在电能质量、对主网的冲击等问题。储能技术的发展及应用为此问题的解决提供了一种新的方式。储能技术已成为微网的核心技术之一,可以进一步改善微网的运行特性,它在高效利用可再生能源方面有重要作用,对微网稳定运行有重要意义。 本文首先分析了微网中几种重要的分布式电源特性,分别建立了交流型微电源——微型燃气轮机原动机部分的数学模型,以及直流型微电源——太阳能光伏阵列数学模型,并建立了并网运行和孤立运行时相应的控制策略。然后重点研究了分布式储能系统,包括超级电容器和蓄电池。蓄电池具有大容量储能特性,超级电容器具有快速响应特性,利用蓄电池和超级电容器混合储能系统实现能量管理。基于PSCAD/EMTDC平台搭建了光伏阵列、微型燃气轮机、超级电容器和蓄电池储能系统的仿真模型,并设计了相应的控制策略。 在深入分析微网结构、分布式电源特性和系统控制策略的基础上,参考华北电力大学微网实验室建设报告和美国CERTS经典微网模型,在PSCAD平台上构建了含有多种分布式电源的整体微网综合仿真系统。通过仿真研究微网在并网运行模式、孤网运行模式和由并网运行转为孤网运行模式下微网的动态运行特性,获得了分布式电源的功率、微网电压和频率的变化规律,进而研究分布式储能系统对微网运行的作用机理。仿真结果表明,分布式储能系统能快速为系统提供有功、无功支撑,在微网电压频率调节、平抑系统扰动、保障微网稳定运行方面发挥重要的作用。