利用储能系统平抑风电功率波动的仿真研究

风力发电联网运行是实现风能大规模开发利用,应对电力系统减排挑战的重要途径。风电机组受自然风力驱动,输出功率具有波动性和不可控性。风电机组大规模联网运行时,风电功率波动将给电网运行带来诸多不利影响。配置储能系统是平抑风电功率波动的有效途径,由于储能系统成本昂贵,如何利用有限容量储能系统优化风电功率输出、改善联网运行性能是一项重要研究课题。 本文在分析风电功率波动特性的基础上,结合目前风力发电机组和储能技术发展现状,以充分发挥储能容量利用效率为目标,提出了以双馈感应风力发电机组为基础,集中配置电池储能系统的柔性风力发电系统构建方案。 设计了基于低通滤波原理的风电功率波动平抑控制策略及满足平抑过程能量需求的储能容量算法,构建了评价风电功率波动平抑效能的指标,通过仿真算例验证控制策略的有效性,简要分析平抑效能与储能容量的关系,为风电场配置储能系统提供参考。 本文研究的风电功率波动平抑控制是通过电池储能系统的快速充放电控制实现的,而变流器功率控制是该控制实现的关键,因此,本文研究了基于前馈解耦控制策略的变流器有功、无功功率控制方法。在PSCAD/EMTDC平台上,搭建了储能系统运行控制仿真平台,对所设计控制方法的有效性进行仿真验证。