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近年来,使用化石能源带来的环境问题日益严重,同时由于化石能源的不可再生性导致的能源短缺问题不断凸显,人们逐渐开始研究和利用清洁能源。目前,使用较多的清洁能源主要是风电和光伏发电,在局部地区,清洁能源的渗透率已经超过20%。但同时,由于风电和太阳能都具有很强的波动性和不确定性,与传统火电机组相比,在调度方面存在一定困难,很难像常规机组一样对电网起到一定的调节作用。特别是频率问题,电网的频率波动只能靠发电机的有功功率进行调节,因此需要考虑利用新能源参加电网的频率调节。
随着风电技术的不断进步,变速风机得到大量使用,这使得风电具有一定的调节能力,因此在一定程度上,可以考虑利用风电进行调频。另外,储能具有的灵活、快速响应特性都有助于风电的并网和电力系统的调频。因此,可以考虑将风电与储能结合构成风储系统,共同参与电力系统调频。
本文针对风储系统的一次调频进行研究,旨在使得风电渗透率较高时,能够代替火电机组进行一次调频,并通过配置储能使得弃风减少,调频效果更好。首先,分析了风电和储能的目前发展情况,根据风电的装机规模和储能的技术特点,论述了风电和储能参加系统调频的可能性和必要性,并通过仿真实验探究风电接入电网后对频率的影响。其次,将四分位法与已应用于实际调度的比例弃风法相结合,考虑调差系数,提出一种弃风比例系数的确定方法,可根据风电最大可发功率适当调整备用容量。考虑配置储能,与风电构成风储系统,共同提供备用容量,达到减小弃风的目的。同时,利用Logistic函数,提出一种关于储能荷电状态的调节系数计算方法,对弃风比例进行调节,并以一整天为一个调度周期,考虑不同情况的储能荷电状态,计算每种状态下风储的备用容量。最后,完善并建立了风储一次调频模型,考虑备用容量以及储能的反馈控制,提出风储系统一次调频策略,并应用MATLAB/Simulink构建一次调频仿真模型,模拟了负荷突然下降、突然上升和500s内多次随机负荷波动情况,验证此种方法的可行性和有效性。
随着风电技术的不断进步,变速风机得到大量使用,这使得风电具有一定的调节能力,因此在一定程度上,可以考虑利用风电进行调频。另外,储能具有的灵活、快速响应特性都有助于风电的并网和电力系统的调频。因此,可以考虑将风电与储能结合构成风储系统,共同参与电力系统调频。
本文针对风储系统的一次调频进行研究,旨在使得风电渗透率较高时,能够代替火电机组进行一次调频,并通过配置储能使得弃风减少,调频效果更好。首先,分析了风电和储能的目前发展情况,根据风电的装机规模和储能的技术特点,论述了风电和储能参加系统调频的可能性和必要性,并通过仿真实验探究风电接入电网后对频率的影响。其次,将四分位法与已应用于实际调度的比例弃风法相结合,考虑调差系数,提出一种弃风比例系数的确定方法,可根据风电最大可发功率适当调整备用容量。考虑配置储能,与风电构成风储系统,共同提供备用容量,达到减小弃风的目的。同时,利用Logistic函数,提出一种关于储能荷电状态的调节系数计算方法,对弃风比例进行调节,并以一整天为一个调度周期,考虑不同情况的储能荷电状态,计算每种状态下风储的备用容量。最后,完善并建立了风储一次调频模型,考虑备用容量以及储能的反馈控制,提出风储系统一次调频策略,并应用MATLAB/Simulink构建一次调频仿真模型,模拟了负荷突然下降、突然上升和500s内多次随机负荷波动情况,验证此种方法的可行性和有效性。