儲(chǔ)能電源參與電力系統(tǒng)調(diào)頻的需求場(chǎng)景及其控制策略研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，電力需求不斷提升。伴隨著全球出現(xiàn)的能源短缺和環(huán)境惡化，以風(fēng)能為代表的各種新能源得到迅猛發(fā)展。然而風(fēng)力發(fā)電的不確定性和波動(dòng)性，以及傳統(tǒng)機(jī)組的固有缺陷，使得電網(wǎng)頻率的質(zhì)量問(wèn)題更加突出。近年來(lái)，在各種新型儲(chǔ)能技術(shù)快速發(fā)展的基礎(chǔ)上，具有“快速響應(yīng)”及“精確跟蹤”等特性的儲(chǔ)能電源成為一種電力系統(tǒng)調(diào)頻輔助手段，可滿足電力系統(tǒng)的穩(wěn)定可靠要求。
　　首先，本文針對(duì)通過(guò)增加機(jī)組容量改善調(diào)頻效果的可能性，基于情景分析法研究了儲(chǔ)能電源參與

2、調(diào)頻的需求場(chǎng)景。通過(guò)闡述目前傳統(tǒng)機(jī)組調(diào)頻存在的問(wèn)題和儲(chǔ)能電源在調(diào)頻應(yīng)用上具備的優(yōu)勢(shì)，分析了儲(chǔ)能電源參與調(diào)頻的需求產(chǎn)生原因；并根據(jù)傳統(tǒng)機(jī)組調(diào)頻的工作過(guò)程和技術(shù)指標(biāo)以及儲(chǔ)能電源和機(jī)組的投資成本，設(shè)定了需求場(chǎng)景的影響因素?；谶@些影響因素，以及現(xiàn)有傳統(tǒng)機(jī)組調(diào)頻動(dòng)作不理想的表現(xiàn)形式設(shè)置了儲(chǔ)能電源參與調(diào)頻的需求場(chǎng)景及評(píng)價(jià)方法。在此基礎(chǔ)上，就儲(chǔ)能電源和機(jī)組參與調(diào)頻的需求場(chǎng)景進(jìn)行了仿真分析及比較，最終得出儲(chǔ)能電源參與調(diào)頻的必要應(yīng)用場(chǎng)景。
　　其

3、次，針對(duì)調(diào)頻的時(shí)間尺度要求建立了適用于調(diào)頻的儲(chǔ)能電源模型。在闡述了各種儲(chǔ)能技術(shù)的特性基礎(chǔ)上，建立了適用性評(píng)價(jià)指標(biāo)體系；并通過(guò)主觀賦權(quán)法進(jìn)行權(quán)重分配，選出了適用于調(diào)頻的儲(chǔ)能類型。在此基礎(chǔ)上，介紹了國(guó)內(nèi)外常用的三種儲(chǔ)能電源模型。基于這些模型缺點(diǎn)的分析，針對(duì)模型參數(shù)辨識(shí)復(fù)雜的問(wèn)題，對(duì)鋰離子電池綜合模型進(jìn)行了簡(jiǎn)化。通過(guò)靈敏度分析研究了儲(chǔ)能荷電狀態(tài)對(duì)主導(dǎo)特性參數(shù)的影響，并通過(guò)綜合模型的逐步簡(jiǎn)化，提取了鋰離子模型在不同時(shí)間尺度下的關(guān)鍵參數(shù)，最終分別

4、提出了適用于一次調(diào)頻和二次調(diào)頻的簡(jiǎn)化模型。
　　最后，基于提出的儲(chǔ)能模型，研究了儲(chǔ)能電源參與調(diào)頻的控制策略。針對(duì)儲(chǔ)能電源參與一次調(diào)頻的控制策略，基于調(diào)頻效果和儲(chǔ)能荷電狀態(tài)保持效果的偏好，分別對(duì)比了三種考慮荷電狀態(tài)的控制策略，并總結(jié)了各方法的適用場(chǎng)景。針對(duì)儲(chǔ)能電源參與自動(dòng)發(fā)電控制采用區(qū)域控制需求信號(hào)按固定比例分配的缺陷，提出一種基于區(qū)域誤差控制分配的儲(chǔ)能電源控制方式。該方式直接將區(qū)域誤差控制按比例分配給儲(chǔ)能電源和機(jī)組，其中儲(chǔ)能電源出