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作为静止元件,光伏、储能设备接入电力系统后,由于其功率与系统频率电气解耦,对系统惯性将产生不利影响。为保证系统的动态稳定性,本文将系统频率波动与储能设备充放电功率建立联系,研究混合储能设备的虚拟惯性控制,利用混合储能设备为系统提供惯性支持。并针对混合储能设备的两个组成部分:蓄电池和超级电容器的不同原理及功率调节特性,对混合储能单元进行能量分配,以延长设备使用寿命。进而推导含混合储能设备的两区域电网小信号模型,分析将虚拟惯量及阻尼作为可控参数时对系统稳定性的影响。本文主要研究成果如下:(1)根据超级电容器与蓄电池的不同原理以及功率调节特性,优先调用高功率密度的超级电容器,当超级电容器难以满足系统的能量需求时,进一步调用高能量密度的蓄电池储能,从而避免蓄电池频繁快速充放电引起的大电流冲击,延长储能设备的使用寿命。(2)建立超级电容器的电容储能、蓄电池的电池储能与同步发电机的转子动能的能量转换关系,阐述源于两种静止能量的混合储能系统的虚拟转动惯量的定义,将系统频率与两种储能设备的能量联系起来。(3)在系统频率波动时,通过混合储能设备的充放电,获得混合储能设备的惯性支持,同时针对两种储能设备的不同特性,将需要的能量支持分配给两种储能装置,以减少对蓄电池使用寿命的不利影响。同时监测超级电容器及蓄电池的荷电状态,避免其过充或者过放。(4)建立蓄电池及超级电容器的小信号模型,并进一步推导含混合储能的两区域互联电力系统的小信号模型。根据状态方程分析虚拟惯性及阻尼作为可控参数变化时,互联电力系统特征根的变化情况,并针对不同区域内储能元件的虚拟惯性进行两区域虚拟惯性阻尼综合控制。(5)基于Matlab/Simulink软件,建立含30%比重的光储发电系统的动态仿真模型,以及含40%比重的光储互联电力系统,对所提的两个控制策略分别进行仿真验证。对混合储能设备进行虚拟惯性控制可以明显改善系统频率稳定性,进一步地,将两区域内虚拟惯量作为可控参数分别调节可以改善互联电力系统的功率振荡特性。