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孤岛型风柴储微电网运行情况分析  

2016-08-03 15:34:30|  分类: 生产工艺 |  标签: |举报 |字号 订阅

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主要创新点

  提出基于分区控制的微电网运行控制策略以协调控制各微电源和负荷:正常运行区内,根据柴发负载率以进行储能出力调节及风机启停控制,实现风能最大利用及柴发经济运行;警告运行区内,通过储能出力调节以使孤岛型微电网频率电压波动快速平抑;紧急运行区内,通过切机或减载实现微电网稳定运行。

  解决的问题和意义

  本文针对孤岛型微电网的稳定运行及优化调度,提出一种基于频率电压分区控制的微电网运行控制策略,并基于东澳岛微电网工程进行实例分析,结果表明:1)根据柴发负载率进行储能出力调节及风机启停控制,可以实现风能最大利用及柴发经济运行,优化各微电源的功率分配。2)蓄电池储能系统具有快速瞬时响应性,通过PQ控制动态吸收并快速释放电能,能有效抑制系统频率电压波动。3)对孤岛型微电网采取分区控制,能有效实现系统功率分配与稳定运行,为其他孤岛型微电网的运行控制提供了科学的策略指导。

  主要图表

研究背景

  风电具有随机性、间歇性、波动幅度大的特点,在接入电网运行过程中常导致负荷率低,调峰能力差。

  间歇性与随机性的特点会对电网的电量平衡、电能质量、电压稳定、频率稳定等产生较大影响。风电的调峰能力差会加剧电网调峰能力不足的矛盾。另外,由于风机并入微电网过程中,需要系统提供励磁从而吸收大量有功和无功;风机从微电网中切除时输出的有功功率和吸收的无功功率大幅降低;稳态风速发生变化时风机输出的功率也随之变化,功率波动导致微电网源荷不平衡,进而引起系统频率电压波动。针对电压稳定问题,可以采用快速投切电容器组补偿风电机组无功需求的方法,但是不能补偿风电场输出的有功功率,也就解决不了电网频率波动。

  海岛拥有丰富的风能、太阳能等可再生能源,由于微电网可有效对内部微源及负荷进行优化调度及稳定控制,各国的海岛电网正从单纯依靠柴油发电机等设备供电,转变为多种可再生能源相结合的微电网。随着微电网的快速发展,储能系统作为其能量及功率调节单元发挥较大的作用,可有效地实现需求侧管理,消除昼夜峰谷差,平滑负荷,提高电力设备利用率,同时可提高系统运行稳定性、调整频率以及补偿负荷波动。目前,微电网中储能方式种类较多,如超导储能、飞轮储能、超级电容器、抽水储能、压缩空气储能以及电池储能等。

  由于孤岛型微电网要求储能系统具有技术相对成熟、容量大、安全可靠、环境适应性强、便于安装等特点,东澳岛工程选取铅酸蓄电池储能。针对孤岛型风柴储微电网,本文以东澳岛具体工程为例,首先对其电气拓扑及系统组成进行详细介绍;接着对风机投切及风速变化对微电网的影响进行理论分析,并介绍储能系统的功率调节及快速响应特性;提出基于分区控制的微电网运行控制策略以协调控制各微电源和负荷。经东澳岛风柴储微电网实例验证,所提控制策略可有效实现孤岛型微电网功率分配及稳定运行。


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