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風電功率波動平抑下的MPC雙儲能控制策略研究

2019-03-22    來源:中國節能網
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[ 導讀 ]:中國科學院電工研究所、國網北京市電力公司電力科學研究院、國網安徽省電力有限公司的研究人員孫玉樹、張國偉等,在2019年第3期《電工技術學報》上撰文指出,風電的規模化接入對電力系統造成了較大影響,應用儲能進行風電功率波動的平抑可以提高其并網可信度。
 中國科學院電工研究所、國網北京市電力公司電力科學研究院、國網安徽省電力有限公司的研究人員孫玉樹、張國偉等,在2019年第3期《電工技術學報》上撰文指出,風電的規模化接入對電力系統造成了較大影響,應用儲能進行風電功率波動的平抑可以提高其并網可信度。
 
首先,應用模型預測控制算法平抑風電波動以達到其并網要求;然后,針對單組儲能功率頻繁充放電的情況,應用兩組不同充放電狀態的儲能平抑風電波動,當一組儲能處于充電時,另一組放電,其中任意一組達到SOC約束時,兩組儲能同時切換充放電狀態;最后,從儲能的經濟性成本方面進行分析,通過與單組儲能的對比證明了其優越性。
 
隨著風電的快速發展,其規模化并網給電力系統帶來了較大影響。為此,增加儲能系統進行風電波動的平抑,可以提高風電的滲透率和并網可信度。
 
目前,應用儲能平抑風電功率波動的研究已有很多。文獻[8]提出一種磷酸鐵鋰電池充放電控制策略,在最小容量下能保持電池SOC水平,同時實現對風電功率的濾波。文獻[9]以大規模全釩液流電池作為風電場的儲能裝置,提出了基于模糊自適應卡爾曼濾波的儲能控制策略,在風電功率波動得到抑制的同時,防止電池的過充過放。
 
文獻[10,11]提出一種基于飛輪儲能的風電功率綜合調控策略,能夠有效地平抑風電機組輸出功率的波動。文獻[12]應用超導儲能平抑風電波動以提高其平滑程度。文獻[13-16]應用電池儲能平抑風光出力波動,以改善可再生能源出力特性。
 
上述研究主要側重一組儲能的應用,為了提高儲能的使用壽命和技術經濟性,本文提出應用兩組儲能電池平抑風電波動。當一組儲能充電時,另一組放電,當任意一組儲能達到限制要求時,兩者的充放電狀態同時切換。首先,在并網波動率要求下,應用模型預測控制算法平抑風電波動;然后,從經濟性角度分析雙儲能控制策略的優勢,進而獲取雙儲能的最優配置容量。
 
結論
 
本文應用雙儲能平抑風電功率波動。首先,在并網波動率的要求下,應用模型預測控制算法平抑風電功率波動,從而獲取儲能總功率;然后,為了克服由于風電功率波動的隨機性,導致單儲能在充電和放電狀態之間進行頻繁的切換,采用不同充放電狀態的雙儲能控制策略進行風電功率波動的補償,在相同SOC等約束下,通過與單組儲能的對比分析,可以有效地提高儲能的使用壽命和經濟性。
 
最后,分析了不同風電工況下,儲能的最大充放電功率和容量的配比情況,在實際工程中應依據實際需求進行儲能的配置,以實現其經濟性運行。
 
本文為儲能在風電等可再生能源中的應用提供了一些參考,在兼顧風電并網要求的情況下提高了儲能的使用壽命。
 
關鍵詞: 電力 儲能
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