釩液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)及其風(fēng)電場運(yùn)行的控制策略研究.pdf

1、隨著大規(guī)模風(fēng)電接入輸電網(wǎng)，風(fēng)電場與電網(wǎng)之間的相互影響隨之增大。儲(chǔ)能系統(tǒng)為風(fēng)電場并網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行提供了有效的解決途徑,其中全釩液流電池(Vanadium Redox Flow Battery，VRB)儲(chǔ)能具有壽命長、效率高等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注。為了提高含VRB儲(chǔ)能系統(tǒng)的風(fēng)電場安全穩(wěn)定運(yùn)行能力，一方面需要研究VRB儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行特性及其安全控制策略；另外一方面，需要研究儲(chǔ)能系統(tǒng)和風(fēng)電場的協(xié)調(diào)控制。基于此，本文圍繞VRB儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行特性和安全充放電控制

2、，及其在風(fēng)電場運(yùn)行中的故障穿越及平滑控制策略開展研究，其研究成果對(duì)提高VRB的安全運(yùn)行以及風(fēng)電場的穩(wěn)定運(yùn)行能力具有重要現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文主要內(nèi)容包括：
　?、僭谡莆誚RB系統(tǒng)工作原理的基礎(chǔ)上，建立VRB的等效電路模型，仿真驗(yàn)證其充放電特性，分析本體VRB在不同充放電功率下的堆棧電壓、端電壓和充放電效率特性，為進(jìn)一步開展VRB系統(tǒng)應(yīng)用研究奠定基礎(chǔ)。
　?、跒榱颂岣遃RB的充放電安全控制能力，建立含DC/DC變換器的VR

3、B恒功率、恒壓、涓流切換模式，并提出三階段安全充放電控制策略，研究VRB系統(tǒng)在恒功率下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)能力及端電壓特性，并與無切換充放電控制策略進(jìn)行比較和驗(yàn)證。
　?、蹫榱搜芯亢琕RB儲(chǔ)能系統(tǒng)的雙饋風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越(Low Voltage Ride Through，LVRT)運(yùn)行性能，從電網(wǎng)導(dǎo)則及 LVRT測試要求出發(fā)，研究雙饋發(fā)電機(jī)定子側(cè)和網(wǎng)側(cè)變流器輸出無功電流能力及其變化規(guī)律，提出LVRT期間變流器的無功電流分配算法及功率控制改進(jìn)

4、策略，并進(jìn)行仿真比較和樣機(jī)測試驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上，建立含VRB的雙饋風(fēng)電機(jī)組LVRT仿真模型，分析比較VRB儲(chǔ)能系統(tǒng)提高風(fēng)電機(jī)組LVRT的運(yùn)行能力。
　　④針對(duì)大容量風(fēng)電場用多級(jí)VRB儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率分配控制問題，以每級(jí)VRB組的荷電狀態(tài)及端電壓為約束條件，提出確保每級(jí)VRB系統(tǒng)安全充放電的功率分配控制策略，并與傳統(tǒng)功率平均分配策略進(jìn)行比較和驗(yàn)證。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步為不同VRB儲(chǔ)能容量對(duì)平滑風(fēng)電場功率波動(dòng)效果的影響進(jìn)行仿真分析。