带蓄电池储能的风电机组并网控制研究

【摘要】：世界气候的变化和化石能源的日益匮乏为太阳能、风能等可再生能源的迅猛发展带来了契机。风力发电作为目前开发利用最成熟、最具规模的新能源发电形式之一得到了空前的发展。随着风力发电在电力系统中的装机容量不断增加,风电并网问题成为研究的热点。而由于风力发电所具有的随机性和不确定性,引起风电机组输出功率与电压的剧烈变化,使所接入电网的稳定性降低,尤其当所接电网为薄弱系统时风速变化造成的影响更大。因此,研究风速变动造成的风电机组的并网特性变化以及如何抑制其对电网造成的影响问题的研究很有必要。 本文针对定速恒频异步风力发电机组的并网,讨论了风速变化对所接电网的电压、功率造成的影响,提出了基于三相DC/AC变流器及双向DC/DC变换器构成的共直流母线储能系统接入拓扑PCS,并进行了此储能系统接入拓扑的数学模型分析。搭建了风电机组与磷酸铁锂电池储能系统模型,设计了基于电压调节内环、功率控制外环的双闭环有功无功功率解祸控制策略,并进行了PSCAD/EMTDC平台上的仿真验证。研究表明,通过电池储能接入系统PCS的有无功解耦控制,可以实现蓄电池储能系统的功率的定量调节,从而对风速造成的接入电网电压、功率变化进行较好地维持和缓解,加强系统的稳定性。 【关键词】：风力发电 PCS拓扑 蓄电池储能系统 解耦控制
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TM315
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-16
• 1.1 课题背景及意义10
• 1.2 风力发电并网概况10-11
• 1.3 带储能系统的风电机组并网关键问题11-15
• 1.3.1 风电功率变化问题11-12
• 1.3.2 储能系统比较12-13
• 1.3.3 储能系统接入拓扑13-15
• 1.4 论文的主要工作15-16
• 第2章 异步风力发电机组建模与运行特性16-26
• 2.1 风电机组的工作原理16-17
• 2.1.1 风电机组的分类16
• 2.1.2 异步风电机组的选取16-17
• 2.2 异步风电机组的数学模型17-22
• 2.2.1 风力源模型17-19
• 2.2.2 风机模型19-20
• 2.2.3 异步发电机模型20-22
• 2.3 异步风电机组的运行特性22-25
• 2.3.1 异步风力发电机组并网22-24
• 2.3.2 不同风速下机组并网功率特性24-25
• 2.4 本章小结25-26
• 第3章 电池系统模型搭建与充放电控制26-32
• 3.1 磷酸铁锂电池26-28
• 3.1.1 磷酸铁锂电池基本原理26-27
• 3.1.2 电池基本参数27
• 3.1.3 电池模型讨论27-28
• 3.2 电池模型的搭建与仿真28-29
• 3.3 磷酸铁锂电池充放电特性仿真29-31
• 3.4 本章小结31-32
• 第4章 电池储能系统PCS拓扑模型32-41
• 4.1 PCS拓扑介绍32-33
• 4.2 双向DC/DC换流器33-36
• 4.2.1 双向DC/DC换流器模型33-35
• 4.2.2 双向DC/DC换流器控制与仿真35-36
• 4.3 三相DC/AC变流器36-39
• 4.3.1 三相DC/AC变流器拓扑36-37
• 4.3.2 三相DC/AC变流器模型建立37-39
• 4.4 公共直流母线电压等级选取39-40
• 4.5 本章小结40-41
• 第5章 电池储能系统PCS的控制策略41-47
• 5.1 PCS拓扑控制甘标41
• 5.2 PCS拓扑中换流器的协调控制41-43
• 5.3 三相DC/AC变流器的控制策略43-46
• 5.3.1 变流器的前馈解耦控制43-44
• 5.3.2 PWM电流控制方法44-45
• 5.3.3 电流PI调节器设计45-46
• 5.4 本章小结46-47
• 第6章 带蓄电池储能的风电机组并网仿真47-60
• 6.1 仿真软件的选择47-48
• 6.2 坚强电网中风电机组并网控制仿真分析48-51
• 6.2.1 接入电池储能系统前48-49
• 6.2.2 接入电池储能系统后49-51
• 6.3 薄弱电网中风电机组并网控制仿真分析51-59
• 6.3.1 接入电池储能系统前51-55
• 6.3.2 接入电池储能系统后55-59
• 6.4 本章小结59-60
• 第7章 结论与展望60-61
• 7.1 本文的主要工作60
• 7.2 后续工作展望60-61
• 参考文献61-65
• 攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果65-66
• 致谢66

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

电池储能系统的非线性控制器    金一丁;宋强;刘文华;

基于公共直流母线的链式可拓展电池储能系统及控制    金一丁;宋强;刘文华;

大容量链式电池储能系统及其充放电均衡控制    金一丁;宋强;刘文华;

基于前馈解耦控制的电压型PWM整流器可逆运行研究    陈大卓;姜建国;

电池储能系统在改善并网风电场电能质量和稳定性中的应用    张步涵;曾杰;毛承雄;金玉洁;王云玲;

风电接入对电力系统的影响    迟永宁;刘燕华;王伟胜;陈默子;戴慧珠;

磷酸铁锂电池在变电站系统应用的可行性分析    李瑾;张宇;李景霖;史华康;

钒液流储能电池建模及其平抑风电波动研究    李国杰;唐志伟;聂宏展;谭靖;

风电场集中接入对区域电网的影响分析    许晓艳;石文辉;李岩春;金明成;赵海翔;

大容量电池储能电网接入系统    金一丁;宋强;陈晋辉;张宇;何维国;孙柯;刘文华;

大型风电场接入电网的稳定性问题研究    迟永宁

风电场动态等值建模方法研究    苏勋文

飞轮储能技术应用于风力发电系统的仿真研究    王黎

超导磁储能系统及其在风电并网系统中的应用研究    权博

风电功率波动特性及其与储能协调策略的研究    宋曙光

风力发电系统中储能技术的研究    聂晶鑫

电动汽车用磷酸铁锂电池建模及剩余电量估计    刘吉良

风电场建模和仿真研究    孙建锋

异步风力发电系统并网运行仿真分析    张伟

储能型永磁直驱风力发电系统并网运行控制研究    王文亮

电动汽车储能对电力系统的影响及控制研究    高洋

柔性交流输电系统重点设备分析    叶海峰,汪翔,张志杰

按不同的补偿目的计算集中补偿电容器容量    高振华;

几种无功补偿技术的分析和比较    杨孝志;

三相四线制DSTATCOM的无功补偿装置设计    李彦;

电力系统谐波检测技术及DSP实现    杨福猛;袁晓斌;马鑫金;徐伦;

并联型APF补偿典型电流型谐波源负载仿真    郑冰;王峰;朱连成;王玉峰;

非连续电流模式移相并联降压变换器的特性    蔡昌友;张娜;

配电网中谐波谐振引起的过电流分析    唐绪好;

具有温控保护的低谐波失真AB类音频功放    邹连英;杨彪;张俊;

光伏并网系统中的无功及谐波电流检测与补偿    杨立永;王周龙;田红芳;

一种新型电动汽车智能充电机的研制    胡春雨;李武峰;严辉;

风电场集中与分布并网对地区电网电压的影响研究    张硕;朱莉;杜林;刘永民;梅小丽;

基于BUCK-BOOST变换器的T-S模糊建模与控制    陈进军;纪志成;

基于积分滑模控制的三电平Buck变换器    黄悦华;

PWM整流器直接功率控制的新型调制策略    郑征;王聪;赵焕;

自抗扰控制技术在变速恒频双馈风力发电系统中的应用    周雪松;李超;马幼捷;李季;于阳;

Operation Control of Flywheel Energy Storage System with Wind Farm    

采用电流内模解耦和电压二自由度内模控制的PWM整流器    周渊深;

PWM整流器新型控制策略研究    郑征;邹瑾;

基于内模控制的功率内环和电容能量外环的PWM整流器    周渊深;李雪龙;

分布式电源的概率建模及其对电力系统的影响    王敏

SOFC固体氧化物燃料电池分布式发电系统仿真及其潮流计算    刘杨华

考虑分布式发电的配电网综合负荷建模方法研究    钱军

变速恒频风力发电系统故障特性与保护技术研究    撖奥洋

高频开关电源的高效集成单周期控制策略研究    李思臻

并联型有源电力滤波器谐波检测及控制技术研究    谢斌

多绕组变压器式可调电抗的研究与应用    田军

基于并网逆变器电能质量与变换效率的若干关键技术研究    杨波

新型可编程电液比例控制器关键技术研究    聂勇

非并网风电直供系统方案设计及控制策略研究    刘慧芳

基于DSP的交流异步电动机变频调速技术研究    杨亮

基于FPGA的跑步机变频调速系统的设计研究    高圆圆

电流型Z源逆变器主电路控制策略研究    翟清震

阻抗源能馈型交流电子负载的研究    董云连

多电平Buck直流变换器技术的研究    岳殿霞

基于ATMEGA64的磁阀式可控电抗器的控制研究    李宜娟

移相全桥软开关变换器的研究和设计    张本庚

三相大功率PWM整流器系统的研究    张晓峻

多模块并联DC/AC电力变换技术研究    吕世家

三相AC/DC功率因数校正技术的研究    邓长吉

电动汽车充电机(站)接入电力系统的谐波分析    黄梅;黄少芳;姜久春;

基于Kalman滤波的镍氢动力电池SOC估算方法    吴红杰;齐铂金;郑敏信;刘永喆;

电动汽车动力电池动态测试工况研究    孙逢春;孟祥峰;林程;王震坡;

Fuzzy Model for Estimation of the State-of-Charge of Lithium-Ion Batteries for Electric Vehicles    胡晓松;孙逢春;程夕明;

阀控式密封铅酸蓄电池的最新发展    胡信国,童一波,毛贤仙

基于DSP的三相软件锁相环设计    琚兴宝,徐至新,邹建龙,陈方亮

风力发电现状及展望    刘文洲

纯电动汽车用锂离子电池的建模和模型参数识别    姜久春;文锋;温家鹏;郭宏榆;时玮;

温度对LiFePO_4锂离子动力电池的影响    桂长清;

风能和太阳能发电系统中的储能电池    桂长清;

大规模风电场群联网的源网协调性研究    崔杨

变速恒频风电机组并网运行模型研究及其应用    申洪

大型风电场电压稳定性分析与控制研究    潘文霞

异步化同步发电机励磁控制及其稳定性分析    应黎明

超级电容器储能应用于分布式发电系统的能量管理及稳定性研究    唐西胜

钒氧化还原液流电池研究    罗冬梅

大型风电场接入电网的稳定性问题研究    迟永宁

大规模风电场接入电力系统的小干扰稳定性研究    关宏亮

直驱型风力发电系统全功率并网变流技术的研究    陈瑶

风力发电系统能量优化问题的研究    耿华

飞轮储能电池电力电子转换控制系统的研究    陈定宙

大型风电场并网运行的若干技术问题研究    吴俊玲

风力发电机组仿真分析    田俊梅

永磁风力发电机并网逆变器的设计与仿真    谢连军

基于相量测量的同步发电机参数辨识研究    张宁

飞轮储能系统电动发电运行控制技术的研究    李雪松

基于实测运行数据的风电场整体模型的研究    胡雅娟

风电场无功补偿容量及其控制方法的研究    张洋

电动汽车用电池管理系统的研制    冯华

超级电容器储能系统在分布式发电技术中的应用研究    汪娟华

美国阿拉斯加电网安装可提供峰值达26.7MW电力的在线蓄电池储能系统    

大型风力发电蓄电池储能电源系统应用    尚景宏;蔡旭;张亮;张楠;万文涛;

风光复合发电系统中储能单元的容量优化设计    程苗苗;康龙云;徐大明;孙耀杰;

基于蓄电池储能的配电网扩容经济性研究    李卫;孟庆平;王光;李卫国;付浩;

光伏发电和蓄电池储能混合发电系统的经济性分析    张干周

计及缺电成本的用户侧蓄电池储能系统容量规划    颜志敏;王承民;连鸿波;衣涛;时志雄;张宇;

风光储输系统最优容量配比研究    张钟文;曹敦;彭长巍;钱芳;

基于电网调度的风电场蓄电池储能技术    孔飞飞;晁勤;袁铁江;

用电侧蓄电池储能装置的研究    刘建戈;周建华;

光伏组网单元直流侧蓄电池储能系统研究    吴迪;邓姣艳;田密;石存玮;张毅;

新型广义有源电力滤波器的研究    薛畅

智能电网中蓄电池储能的价值评估研究    颜志敏

基于电网调度的风电场蓄电池储能系统建模与控制    孔飞飞

带蓄电池储能的风电机组并网控制研究    肖硕霜

上海新能源应用中的可行蓄电池储能方案研究    侯昀

含蓄电池储能的分布式光伏发电控制策略研究    田密

蓄电池储能效率的测试与分析    张商州

用于蓄电池储能的双向AC/DC变换器研究    杨威

风力发电用储能系统的优化配置及其仿真研究    张琳