风力发电用储能系统的优化配置及其仿真研究

论文摘要

随着环境压力不断增加,新能源发电技术得到了广泛的发展和应用,其中风力发电技术在近几年发展尤为迅速。但由于自然风具有波动性与间歇性的特点,使得风电场输出功率不稳定。随着电力系统中风电装机容量的不断增加,由并网风电场带来的危害不容忽视。超导磁储能装置具有快速的响应速度和四象限独立控制有功功率和无功功率输出的特性,能有效增强风电场稳定性,克服自然风波动带来的危害。蓄电池储能装置存储容量大,技术成熟且价格低廉,能够有效增强电力系统供电可靠性,克服自然风间歇性带来的危害。本文主要对超导磁储能装置增强风电场稳定性、蓄电池储能装置增强风电场供电可靠性进行了研究,并运用遗传算法优化设计了蓄电池储能装置的容量。通过仿真分析验证了有效性。论文首先研究了风电并网存在的主要问题及储能装置在风电场中的应用现状,分析了储能装置增强风电场稳定性和供电可靠性的原理。在此基础上搭建了超导磁储能装置和蓄电池储能装置的数学模型,并运用遗传算法,以经济性指标为目标函数,给出了以求解蓄电池装置容量的适应度函数。最后,在Matlab平台下,搭建了含风电场的电力系统模型,仿真分析了超导磁储能装置对于抑制风电场并网瞬间功率波动、风电场输出功率波动和风电机组三相短路故障的作用。利用Matlab遗传算法工具箱,对蓄电池储能装置容量进行了优化配置,仿真分析验证了蓄电池在增强风电场供电可靠性和增加经济效益方面的作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 储能系统在风电场中应用现状
• 1.3 储能系统优化配置研究概述
• 1.4 本文主要工作
• 2 储能装置增强风电场稳定性和可靠性的方法研究
• 2.1 引言
• 2.2 电力系统运行稳定性和可靠性基础
• 2.3 超导磁储能装置增强风电场稳定性方法研究
• 2.4 蓄电池储能增强风电场供电可靠性方法研究
• 2.5 本章小结
• 3 储能装置的优化配置
• 3.1 引言
• 3.2 遗传算法
• 3.3 运用遗传算法进行蓄电池容量优化
• 3.4 本章小结
• 4 风电场中储能装置优化配置的仿真分析
• 4.1 引言
• 4.2 SMES 增强风电场运行稳定性仿真分析
• 4.3 蓄电池增强风电场供电可靠性仿真分析
• 4.4 本章小结
• 5 全文总结
• 5.1 总结
• 5.2 有待进一步开展的工作
• 致谢
• 参考文献