超导储能提高电力系统暂态稳定性理论探讨

超导储能装置(Superconducting Magnetic Energy Storage devices,SMES)现已在电力系统中获得了越来越多的应用。对储能装置串并联接入系统的2种情况进行分析,通过理论推导得出了储能装置的加入可以提高线路输送容量以及提高系统暂态稳定裕度的结论,探讨论证了储能技术提高电力系统暂态稳定性的理论依据。最后,在四机两区域系统上,进行了仿真研究,验证了超导储能装置在改善电力系统暂态稳定性,抑制系统振荡方面的效果。     

大型风电场并网运行系统暂态稳定性分析

采用时域仿真方法研究了大型风电场接入电网后的电力系统暂态稳定问题,建立了风力机传动部分两质量块的风力发电机数学模型,用PSAT软件对大容量风电场接入的电力系统进行电网侧故障的暂态仿真,以lEEE 39节点算例进行分析.仿真结果表明,风电场并网后系统的暂态稳定性降低,通过加入TCSC改善了系统的暂态稳定性.     

储能对含高风电渗透率系统暂态稳定性的影响

由于可再生能源并网会带来随机性和波动性,高比例可再生能源并网的暂态特性与传统电力系统有显著区别。因此,研究了在高比例可再生能源并网中加入储能装置对系统暂态稳定性的影响。首先建立了双馈风力发电机的模型和等值的双机群系统节点导纳矩阵,并对送端机组机械功率增量和双馈风机外特性的关系进行了理论推导,在此基础上分析了高比例风电渗透率对风火打捆系统功角稳定性的影响,然后建立储能模型,仿真分析了有无储能装置对风电渗透率的影响。结果表明,加入储能装置后,可使同步机的第一摆角度有效减小,且在风电渗透率增大的同时,更好地维持了系统的暂态稳定性。     

超导储能对并网型风电场运行性能影响的仿真分析

采用超导储能(SMES)可以改善风电场并网运行的稳定性,针对风电系统中出现的联络线短路故障和风电场的风速扰动,提出利用超导储能安装点的电压偏差信号作为超导储能有功控制器的控制策略。为了验证这种策略的有效性,建立了风电机组和超导储能装置的数学模型,并利用MATLAB/Simulink软件搭建了风电场接入电网后的仿真模型。仿真结果表明,采用该控制策略不仅可以在网络故障后有效地提高风电场的稳定性,而且能够在快速的风速扰动下平滑风电场的功率输出,降低风电场对电网的冲击。     

风电场内电化学储能系统的应用设计研究

近年来,随着电池价格的降低和我国储能政策的落地实施,电化学储能得到快速发展.由于电化学储能的灵活响应等优势能够有效地平抑可再生能源的波动而被广泛的关注.本文研究风电场内电化学储能系统的应用设计,在明确风电场内布置储能的必要性的基础上,给出了电化学储能系统电池选型、电气接线设计和能量管理系统的设计方案,最后总结了电池储能...     

风电场配套电化学储能系统的设计研究

风电场配套建设储能系统可有效平滑风电输出的有功功率的波动,使风电满足接入电网相关标准的要求,减少"弃风"现象,增加风电场业主的收益,使风电场实现暂态有功功率紧急响应和暂态电压紧急支撑的功能,从而参与电网的调峰、调频.基于风电场配套储能系统的理论研究和实际工程案例,提出了一套风电场配套电化学储能系统的电气设计方案,以期为...     

采用混合储能的风电场输出平滑控制

以装备DFIG机组的风电场为例,研究分析了混合储能系统的配置方案。针对风电功率的波动,提出了一种基于频率分解的混合储能平滑控制方法。设计了相应的储能装置控制器,使得一定时间内风电机组或风电场接近恒定的功率,从而体现出常规电源的可控性。针对不同的储能配置方案进行了仿真实验,结果表明采用该方法可以使整个风电场按照调度的指令,在一定的时间范围内,保持输出功率在电力系统调度范围之内。     

光伏发电系统的超导储能设计

超导储能(SMES)具有非常快速的功率调节能力和灵活的四象限运行能力,可完成调节电力系统功率因数、补偿电压跌落等功能。文章针对光伏发电系统的特殊运行方式,提出了利用光伏出力与本地负荷需求的差值作为SMES控制器的功率控制信号策略。在PSCAD/EMTDC仿真平台建立了超导储能系统模型,并对其在光伏发电系统的中的运行控制方式进行研究。研究结果表明,超导储能与光伏系统配合可以很好地解决光伏发电功率易受环境影响、不可调节、难于满足负荷需求的问题,对由负荷变化引起的母线电压波动和故障引起的母线电压跌落具有良好的补偿作用。     

基于储能系统控制的同步交直流系统稳定性改善方法

交直流混联系统的稳定特性十分复杂,导致参数繁多、构成复杂的传统控制器难以稳定受扰后的系统。文章提出应用储能装置快速消纳交直流混联系统故障后的冗余能量,从而改善系统稳定性。首先基于简化的同步互联交直流双区系统,分析了储能用于抑制交直流系统受扰后引起的功率振荡的可行性;然后给出了储能的通用控制模型,包含内外环控制和限幅环节;最后基于四机双区域系统搭建了储能用于改善系统静态稳定和暂态稳定的PSCAD模型。仿真结果表明,结合合理控制器的储能系统能够有效提高交直流同步互联系统的静态和暂态稳定性。     

平陆风电场风能资源研究

分析了山西省平陆风电场工程的测风资料、实测场址空气密度、风速,得出了风功率密度、风速频率及风能频率等指标,可为该风场风能资源的精确评估提供科学依据。     

用于风电场功率控制的飞轮储能系统仿真研究

风电输出功率的波动性和间歇性严重影响电能质量。飞轮储能系统因单位储能成本和使用寿命方面的优势,成为当下解决该问题的一种潜在方案。以无刷直流电机作为飞轮的驱动电机,在分析其电动,发电运行的基本原理及数学模型的基础上,建立了飞轮储能系统的仿真模型。结合无刷直流电机双闭环调速系统和风电场功率控制要求设计了飞轮储能系统充电运行的控制方案。探讨了飞轮储能系统的能量反馈机理,利用回馈制动方式和前馈解耦控制策略分别对直流母线电压和电网侧逆变器进行控制,实现放电状态下对风电场输出功率的跟踪。最后通过实例仿真验证了模型的正确性和控制方案的有效性,为飞轮储能系统的设计和在风电场功率控制中的应用提供了参考和指导。     

考虑运行经济成本的风电场储能容量优化

储能技术作为一种新兴的调节风电功率输出方法,能够有效平抑风电出力波动.储能系统容量规划问题正成为重要的研究课题.以蓄电池作为研究对象,将放电深度和过放电现象对电池寿命的损伤折合为运行经济成本,同时考虑惩罚成本及固有成本,在确保风电出力尽可能接近期望出力的前提下,建立了以总经济成本最小为目标,以容量限制、功率限制及充放电次数限制为约束条件的储能容量优化模型,采用遗传算法求解目标函数.算例分析结果表明,该方法可以配置合理的储能容量,使得储能系统在平抑风电出力波动的同时使总经济成本降至最低,实现稳定性和经济性的相协调.     

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。     

采用异步电机的风电场并网运行系统短路故障对电网稳定性影响的仿真分析

短路故障是电网经常遇到故障。含风力发电系统的电网发生短路故障时,电网电压降低,这时如果不采取措施,风电场仍然从电网吸收无功,则会导致电网电压继续降低。采用风力发电系统的数学模型,分析了电网发生短路故障,比较了不采取保护和采取保护后发电机功角,电压以及频率的变化,采用PSASP仿真说明了采用减小风电场功率输入的方法可以使系统达到稳定。     

含无功补偿装置的风电并网系统 暂态电压稳定性研究

针对大规模风电并网后系统的暂态电压稳定性问题,阐述了暂态电压失稳的机理以及暂态电压稳定性的分析计算方法,介绍了2种重要的无功补偿装置SVC和STATCOM。采用BPA软件对国内某一实际电网进行了仿真分析,结果表明,风速变化和系统发生短路故障均会对系统的暂态电压稳定性造成影响,导致系统的电压水平降低。装设SVC或STATCOM对系统电压均有支撑作用,且STATCOM对电压的支撑作用更加明显。     

电池储能系统参与电网调频的优势分析

针对目前因大规模新能源并入电网等而引发的频率稳定问题,对传统调频技术存在的固有缺陷、大规模风电并入电网影响频率稳定的规律进行了分析。基于电池储能系统功率-频率特性、响应快与短时功率吞吐能力强的优点,分析得出电池储能系统适合作为新的辅佐传统电力一、二次调频技术的新手段。与传统调频机组在调频效果上的定量比较,以及国内外政策的分析,来论证电池储能系统参与电网调频的优势与前景。