微网中的储能设备及飞轮储能特性的研究

分析了在微网中的储能设备,重点研究了飞轮储能设备的特性,并在电力系统仿真软件DIgSILENT/Power Factory中进行了仿真,验证了其正确性。     

风力发电系统输出功率随机波动的仿真分析

针对当前风力发电系统输出功率随机波动的问题,以永磁同步风力发电机(PMSG)与直流侧储能系统(钒氧化还原电池)整合的风力发电系统为基础,进行数字仿真建模,采用MATLAB/Simulink软件对固定负载,变化风速工况;固定风速,负荷瞬变工况;风速和负荷同时变化工况;进行了仿真试验和分析。结果表明,对于采用储能技术的风电场并网功率随机波动的平抑控制,可以利用蓄电池的充放电特性,在风速变化以及负荷瞬变时进行功率平衡的调节。     

响应电网调度需求的光伏发电系统建模及运行控制研究

针对现有光伏仿真模型无法执行电网调度指令的问题,提出响应电网调度需求的光伏发电系统建模及运行控制方法。根据不同容量光伏系统组成结构搭建了基于DIg SILENT的适用于不同容量的并网光伏发电系统模型,以光伏发电系统响应电网有功需求时间最小化为期望目标,考虑光伏发电系统出力的随机性,通过调整直流电压控制信号响应电网调度需求,利用控制模块中的有功出力限制满足并网点频率约束条件,采用电导增量法优化了MPPT控制策略。仿真结果表明,在有电网调度需求时构建的模型能够快速地响应电网调度指令,在无调度需求时能够很好地实现最大功率跟踪或限制有功出力以满足并网点频率约束。     

风/柴/储能风力发电系统储能装置控制与仿真

采用电压外环和电流内环的控制方法,设计了风/柴/储能发电系统储能装置控制器电路,该控制器适用于连接在系统直流母线上蓄电池等储能装置的控制。在Matlab环境下,对该控制器进行了仿真,结果表明,该控制器能确保储能装置稳定运行,满足风/柴/储能风力发电系统对电压稳定的要求。     

飞轮储能的仿真系统研究

飞轮储能在很多能源相关领域有着广阔的应用前景。基于飞轮储能技术的基本原理及飞轮储能系统的主体结构,以Simulink为平台搭建了飞轮储能的仿真系统,包含充电模型和放电模型两部分,各自由电机本体、转速计算、磁极位置检测及位置控制等模块组成,其中转速计算模块是区分两个模型的所在。基于所搭建的仿真平台,对充放电过程进行了仿真,并对占空比、转动惯量与摩擦系数对储能系统的影响进行了仿真分析。     

双馈异步风电系统的建模仿真

当电网电压跌落时,风电机组须维持一定时间与电网连接而不解列,并且能提供无功以支持电网电压的恢复,即具有低电压穿越能力,而双馈风电机组低电压穿越能力最弱。分析建立了双馈风力发电机组的模型,通过使用MATLAB/SIMULINK仿真,来研究它的LVRT性能,及影响它LVRT性能的因素,探讨它的改进方案。     

基于Matlab的含风电电网建模与仿真

介绍了应用Matlab 7.0对含风电的电网建模以及风速突然变化、系统电压突然下降和电网发生单相接地短路3种情况的仿真分析方法和机理。仿真结果表明，变速风力机驱动双馈式异步风力发电机组的变速平稳。机组效率高，对电网也可以起到一定的稳压和无功调解的作用。     

储能设备对孤立风力发电系统的影响

采用序贯蒙特卡罗法对含有储能设备的风/柴孤立发电系统进行充裕度评估。针对样例系统,在发电系统强迫停运率、储能设备容量以及峰值负荷取值不同的情况下,计算发电系统的充裕度指标;研究储能设备对孤立发电系统充裕度的影响,并对产生影响的原因进行分析。结果表明,加入储能设备可改善发电系统的充裕度,提高系统的供电可靠性水平,减少风力发电机组输出功率波动对系统的影响。分析方法和结果可为储能设备在风力发电系统中的应用和储能设备容量的选择等方面提供参考。     

An analysis for the need of a battery energy storage system in tracking wind power schedule output

电池储能系统(battery energy storage system,BESS)在风储联合应用中具有多种功能,利用电池储能系统提高风电并网调度运行能力是当前研究的热点之一.文章基于我国北方某风电场历史运行数据与预测数据,依据预测误差评价指标和风电场预报考核指标的综合评价方法对风电场预测数据进行分析研究,归纳了预测误差的概率分布特征;提出利用电池储能系统提高风电跟踪计划出力能力,统计并量化出电池储能系统用于跟踪计划出力场合的作用范围;通过仿真验证电池储能系统在风储联合系统中提高风电跟踪计划出力控制策略的有效性和可行性.     

A new approach of sizing battery energy storage system for smoothing the power fluctuations of a PV/wind hybrid system

In this paper, a new approach for optimally sizing the storage system employing the battery banks for the suppression of the output power fluctuations generated in the hybrid photovoltaic/wind hybrid energy system. At first, a novel multiple averaging technique has been used to find the smoothing power that has to be supplied by the batteries for the different levels of smoothing of output power. Then the battery energy storage system is optimally sized using particle swarm optimization according to the level of smoothing power requirement, with the constraints of maintaining the battery state of charge and keeping the energy loss within the acceptable limits. Two different case studies have been presented for different locations and different sizes of the hybrid systems in this work. The results of the simulation studies and detailed discussions are presented at the end to portrait the effectiveness of the proposed method for sizing of the battery energy storage system. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

A control strategy for energy storage system based on wind power prediction error interval

由于风能的间歇性和随机性,风电功率预测的精度依然较低。随着大规模风电的集中接入,不确定性风电功率并网运行会加重电力系统的调控负担,同时会对日前调度计划安排带来不利影响。储能系统具有对功率和能量的时间迁移能力,被认为是平抑风电功率波动性、提高风电功率确定性的有效手段。本文从电力系统安全角度分析了制约风电上网规模的原因,使用基于时间序列的自回归模型预测风电功率,提出利用储能平抑风电功率预测误差区间的方法,对比考虑最大预测误差的传统调度方法,采用风电平均入网容量、风电发电量、电网空间利用率等评价指标评估所提出方法的有效性。     

A review on the design and control strategy of energy storage system in wind power application

随着风力发电大规模入网,其随机性,波动性和间歇性特征对电力系统调频,调峰等有功平衡手段及电压稳定的影响越来越严重.储能系统能够在一定程度上控制风场的输出功率,平抑风电功率波动,改善风机低电压穿越能力,甚至为系统提供辅助服务,是从风场侧提高系统对风电的接纳能力的可行解决方案之一.作者在简要的介绍了风场储能技术应用现状的基础上,重点针对储能型风场内蓄电池储能系统的设计方案,容量优化及控制策略的研究现状及关键问题进行综述及探讨.     

Inhibition of wind power fluctuations of battery energy storage system adaptive control strategy design

为了增加电池储能系统针对大规模风电并网对电网系统的友好性,降低风电功率波动对电网的不利影响,本文提出以电池荷电状态和风电功率为反馈量,改变平抑时间常数和电池储能系统充放电目标功率为目标的平抑风电功率波动的自适应控制策略。经仿真验证,上述策略能有效避免电池的荷电状态大幅波动,延长电池使用寿命,从而减小电池储能系统的安装容量,最大限度地发挥电池储能系统的作用。     

新型飞轮储能电池在独立运行式风力发电系统中的应用研究

本文提出了一种采用飞轮储能电池来充当能量储存器和电能质量调节器的独立运行式风力发电 系统,它由新型飞轮储能电池、风力发电机系统两大部分组成。文中分析了飞轮储能电池的储能和调节 电能质量的作用,详细分析了直流侧电压的调节方法,利用能量平衡原理推导出了前馈参数(iL-iG)与 定子电流iq的关系,并给出了控制方法。仿真结果证明了该系统具有优越的储能和改善电能质量的效 果。     

A market‐oriented wind power dispatch strategy using adaptive price thresholds and battery energy storage

In this paper, an adaptive dispatch strategy is presented to maximize the revenue for grid‐tied wind power plant coupled with a battery energy storage system (BESS). The proposed idea is mainly based on time‐varying market‐price thresholds, which are varied according to the proposed algorithm in an adaptive manner. The variable nature of wind power and market price signals leads to the idea of storing energy at low price periods and consequently selling it at high prices. In fact, the wind farm operators can take advantage of the price variability to earn additional income and to maximize the operational profit based on the choice of best price thresholds at each instant of time. This research study proposes an efficient strategy for intermittent power dispatch along with the optimal operation of a BESS in the presence of physical limits and constraints. The strategy is tested and validated with different BESSs, and the percentage improvement of income is calculated. The simulation results, based on actual wind farm and market‐price data, depict the proficiency of the proposed methodology over standard linear programming methods.     

微网风电系统的储能火用模型与火用经济研究

微网风电系统加装储能装置联合运行时,存在多种异质能量的相互转化,因此对系统性能的有效评估较为困难。为了准确衡量风能在系统中的利用、转化、损失特性,文章基于[火用]经济学基本原理,建立微网风储系统[火用]平衡及[火用]成本守恒模型,并依据所建模型确定系统各单元[火用]效率;同时确立[火用]优化潜力、成本差及[火用]经济因子的系统性能评估指标,并对微网热力学特性及经济性进行有效分析。通过试验表明,该模型能够可靠地对微网风储系统能效及经济性进行评估,可指明系统[火用]效率极大化的优化目标。     

Optimization‐based power management of a wind farm with battery storage

This paper presents an optimization‐based control strategy for the power management of a wind farm with battery storage. The strategy seeks to minimize the error between the power delivered by the wind farm with battery storage and the power demand from an operator. In addition, the strategy attempts to maximize battery life. The control strategy has two main stages. The first stage produces a family of control solutions that minimize the power error subject to the battery constraints over an optimization horizon. These solutions are parameterized by a given value for the state of charge at the end of the optimization horizon. The second stage screens the family of control solutions to select one attaining an optimal balance between power error and battery life. The battery life model used in this stage is a weighted Amp‐hour throughput model. The control strategy is modular, allowing for more sophisticated optimization models in the first stage or more elaborate battery life models in the second stage. The strategy is implemented in real time in the framework of model predictive control. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

Review on combined wind power generation and energy storage systems

储能系统由于能够实现电能的时空平移,具有响应速度快,规模化等优点,是改善风电波动性,提高其并网能力的有效手段,构建风储联合发电系统成为目前研究重点.简单介绍了风电并网对电力系统的影响及不同类型电池储能技术的发展现状,给出了部分国内外风储联合发电系统的示范工程,并分析了平滑风电功率波动,跟踪计划出力曲线和削峰填谷3种主要运行方式,重点阐述了目前风储联合发电系统控制策略和储能容量配置研究现状,对进一步开展风储联合发电系统的研究进行了展望,指出经济性仍然是制约储能技术应用的关键问题之一,提高包含储能单元的风储联合发电系统的经济性是今后的研究重点.