風(fēng)電場(chǎng)配置復(fù)合儲(chǔ)能的容量規(guī)劃與優(yōu)化控制研究.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，化石能源的供應(yīng)逐漸顯露不足，與此同時(shí)，國(guó)民生產(chǎn)生活水平持續(xù)快速增長(zhǎng)，對(duì)電力需求也大幅增長(zhǎng)。風(fēng)能具有很多優(yōu)點(diǎn)，例如:分布面積廣、儲(chǔ)存含量豐富、可再生、無(wú)污染等。但風(fēng)能發(fā)電也具有明顯的缺點(diǎn):一方面，風(fēng)力發(fā)電的波動(dòng)性、隨機(jī)性和間歇性強(qiáng);另一方面，大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)會(huì)對(duì)電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行造成嚴(yán)重影響。
　　儲(chǔ)能裝置的物理特性使之具有瞬時(shí)交換功率大、指令響應(yīng)迅速快、調(diào)節(jié)精度準(zhǔn)確等優(yōu)點(diǎn)。近些年，制造成本不斷下降，儲(chǔ)能容量不斷增

2、加，儲(chǔ)能技術(shù)的飛速發(fā)展使得把儲(chǔ)能系統(tǒng)大規(guī)模引入電力系統(tǒng)成為現(xiàn)實(shí)。目前，針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)儲(chǔ)能容量的配置及運(yùn)行策略問(wèn)題，國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者已進(jìn)行了大量的研究，但是仍然存在一定的問(wèn)題。本文通過(guò)大量分析風(fēng)功率波動(dòng)特性建立以平滑功率輸出為目的目標(biāo)功率優(yōu)化計(jì)算模型，在此之上根據(jù)不同種類儲(chǔ)能裝置特性和數(shù)學(xué)模型，建立了復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)超前控制策略。本文的主要工作具體如下:
　　第一章簡(jiǎn)要概述本文的研究背景和意義，分析儲(chǔ)能系統(tǒng)平抑風(fēng)功率波動(dòng)的可行性。歸納總結(jié)了風(fēng)

3、力發(fā)電技術(shù)和儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展研究現(xiàn)狀，并對(duì)國(guó)內(nèi)外學(xué)者在儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用于平抑風(fēng)功率波動(dòng)方面的研究現(xiàn)狀進(jìn)行分析總結(jié)。
　　第二章對(duì)鋰離子電池、鋅鎳電池、全釩液流電池、鉛酸電池以及鈉硫電池等化學(xué)儲(chǔ)能電池的特性進(jìn)行了深入研究，為風(fēng)電場(chǎng)配置合適的儲(chǔ)能電池提供參考依據(jù)。最后根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)周?chē)h(huán)境條件和不同儲(chǔ)能系統(tǒng)的物理特性，確定本文所使用的具體儲(chǔ)能電池類型。
　　第三章為了提高風(fēng)電利用率和降低儲(chǔ)能系統(tǒng)配置容量，建立以期望功率方差最小為目標(biāo)函數(shù)的

4、目標(biāo)功率優(yōu)化計(jì)算模型，確定最優(yōu)平抑目標(biāo)。針對(duì)不同儲(chǔ)能裝置的特性將期望功率進(jìn)行高低頻分解，進(jìn)行混合儲(chǔ)能系統(tǒng)平抑目標(biāo)分配。以儲(chǔ)能系統(tǒng)總成本最小為目標(biāo)函數(shù)構(gòu)建儲(chǔ)能容量?jī)?yōu)化模型，并提出復(fù)合儲(chǔ)能運(yùn)行策略。最后通過(guò)實(shí)際算例驗(yàn)證本文提出的充放電策略和容量?jī)?yōu)化計(jì)算模型可以取得較好的平抑效果和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。
　　第四章為有效實(shí)現(xiàn)鉛酸蓄電池和超級(jí)電容的協(xié)調(diào)平抑，在改進(jìn)不同儲(chǔ)能平抑目標(biāo)分配的基礎(chǔ)上，基于超短期風(fēng)功率預(yù)測(cè)提出HESS的超前控制策略;然后建立超