混合儲能系統(tǒng)平抑風電場功率波動研究.pdf

1、風能作為一種蘊藏豐富的清潔可再生能源，是解決當前能源危機和環(huán)境惡化問題的一種有效途徑，風力發(fā)電技術(shù)越來越受到世界各國的重視。風能具有很強的隨機波動性，風電直接并網(wǎng)會對電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行造成不良影響，甚至引發(fā)電網(wǎng)崩潰問題。隨著大規(guī)模儲能技術(shù)的日益成熟，在風電場裝設一定容量的儲能系統(tǒng)是解決風電并網(wǎng)波動問題的有效手段。單一類型的儲能方式難以兼具大功率密度和高能量密度的優(yōu)點，蓄電池和超級電容器組成的混合儲能系統(tǒng)，能取長補短，發(fā)揮兩者各自的優(yōu)

2、勢，對風電功率波動的平抑效果較為理想?；旌蟽δ芟到y(tǒng)模型結(jié)構(gòu)的搭建、蓄電池和超級電容器容量配置以及協(xié)調(diào)控制策略的研究，具有重要的意義。
　　首先，簡要介紹了鉛酸蓄電池和超級電容器各自儲能原理及儲能特性。在比較已有的各種等效模型的基礎(chǔ)上，本文鉛酸蓄電池選用PNGV等效電路模型，超級電容器選擇經(jīng)典等效電路模型。在Matlab中搭建了蓄電池和超級電容器的單體仿真模型，仿真結(jié)果證明了模型的有效性。
　　然后，提出一種蓄電池和超級電容器

3、的容量配置方法。取某風電場實測風電功率數(shù)據(jù)為研究對象，根據(jù)傅里葉變換對其進行頻譜分析，得到風電波動頻率分布情況，作為混合儲能系統(tǒng)波動功率分配的依據(jù)。綜合考慮風電并網(wǎng)波動要求和儲能容量配置經(jīng)濟性問題，得到對風電功率數(shù)據(jù)進行小波包分解的最佳層，并提出一種基于熵權(quán)法的小波函數(shù)優(yōu)化選擇方法。選擇3組具有典型代表性的風電功率數(shù)據(jù)，用最優(yōu)小波函數(shù)經(jīng)小波包分解到最佳層，得到并網(wǎng)期望功率和各頻率不同的波動分量。根據(jù)蓄電池能量密度大和超級電容器功率密度高

4、的特點，將波動分量分為低頻波動部分和高頻波動部分，分別作為兩種儲能元件的平抑目標，并以此為基礎(chǔ)經(jīng)過分析計算，得到蓄電池和超級電容器的容量配置結(jié)果。
　　最后，提出一種基于SOC優(yōu)化的混合儲能系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制方法。根據(jù) SOC的大小將儲能元件的工作區(qū)域劃分為五個部分，再結(jié)合儲能元件的實時充放電狀態(tài)，把儲能元件的工作狀態(tài)分為正常工作狀態(tài)和非正常工作狀態(tài)。分析兩種儲能元件相互配合可能出現(xiàn)的所有非正常工作狀態(tài)，通過實時檢測SOC的大小，對非正