平抑风电功率波动的混合储能控制策略研究

平抑风电功率短时波动可有效抑制风电并网对电力系统调频的不良影响，而受物理条件约束，单一类型储能介质都难以单独承担对风电功率短时波动的平抑任务。由多类型储能介质构成的混合储能系统具有循环次数高、功率密度高和能量密度高等优点，可望成为平抑风电功率波动的有效储能形态。混合储能系统应用的关键是如何选择其配置并设计合理有效的控制策略，在满足风电功率波动平抑需求的基础上实现运行成本的最小化。 以某风电场运行数据为基础，分析了风电机组-风电场短时波动特性，为混合储能系统在平抑风电功率短时波动中的应用提供实证基础。 针对电池-超级电容器构成的混合储能系统，设计了含滞环控制的低通滤波平滑控制策略以抑制风电功率短时波动。考虑储能系统工作状态，基于滑动平均值原理确定了电池参考输出功率，以实现电池对风电功率趋势性波动分量的控制，超级电容器用以平抑风电功率快变波动分量。 研究最小化混合储能系统成本的优化配置方法。综合考虑储能介质自身特性，建立了基于全生命周期成本的混合储能系统年均成本计算模型。以最小化混合储能系统年均成本为目标，研究满足风电功率波动平抑要求的最优运行控制参数和两种储能介质的配置及成本。 仿真分析基于风电场运行数据验证了所提控制策略的有效性，并分析了相关运行控制参数对混合储能系统运行技术性和经济性的影响，得到储能系统的最优控制参数和配置结果。 基于所研究的混合储能系统控制策略及配置方法，在Visual Studio和SQLsever环境下构建了风-储联网运行分析平台。实现对风电/负荷数据的管理及分析，为实际工程中储能系统运行性能分析及配置选择提供可视化操作平台。