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研究论文-混合储能平抑风电功率的方法研究.pdf
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由于风速变化的随机性,风电场的输出功率波动性较大,导致风电场并网会对电力系统稳定性造成影响。为了克服风电输出的波动性问题,提出一种基于混合储能装置平抑风电功率波动的控制方法。首先,对风电输出波动功率进行分解,针对波动功率的特点选择蓄电池和超级电容作为储能装置;其次,设计储能系统的运行控制方式,使其能与风电场进行快速的功率交换,使得风电场输出功率跟踪发电指令;最后,在MATLAB/SIMULINK环境下进行仿真验证。仿真结果表明该方法能够有效地平抑处理风电场输出波动功率,使得风电场输出功率稳定地跟踪发电指令,蓄电池和超级电容各自发挥优势,延长了蓄电池使用寿命。
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第 42 卷第 2 期
应 用 科 技
Vol.42 №.2
2015 年 4 月
Applied Science and Technology
Apr. 2015
doi: 10.3969 / j.issn.1009⁃671X.201408011
网络出版地址:http: / / www.cnki.net/ kcms / detail / 23.1191.u.20150325.1259.013.html
混合储能平抑风电功率的方法研究
田凯, 徐长奎
哈尔滨工程大学 自动化学院,黑龙江 哈尔滨 150001
摘 要:由于风速变化的随机性,风电场的输出功率波动性较大,导致风电场并网会对电力系统稳定性造成影响。 为了
克服风电输出的波动性问题,提出一种基于混合储能装置平抑风电功率波动的控制方法。 首先,对风电输出波动功率进
行分解,针对波动功率的特点选择蓄电池和超级电容作为储能装置;其次,设计储能系统的运行控制方式,使其能与风电
场进行快速的功率交换,使得风电场输出功率跟踪发电指令;最后,在 MATLAB/ SIMULINK 环境下进行仿真验证。 仿真
结果表明该方法能够有效地平抑处理风电场输出波动功率,使得风电场输出功率稳定地跟踪发电指令,蓄电池和超级电
容各自发挥优势,延长了蓄电池使用寿命。
关键词:风力发电;混合储能;蓄电池;超级电容;功率平抑
中图分类号:TM464 文献标志码:A 文章编号:1009⁃671X(2015)02⁃013⁃04
A method for balancing the fluctuation of
wind power by hybrid energy storage system
TIAN Kai,XU Changkui
College of Automation, Harbin Engineering University, Harbin 150001, China
Abstract:Due to the random changes in wind speed, the fluctuation of the output power of wind farm is large,
which may affect the stability of power system when wind farm is merged into a grid. A method for balancing fluctu⁃
ant wind power was proposed to solve this problem. This method is based on a hybrid energy storage system. Firstly,
the fluctuation power of wind power output is decomposed, then according to the characteristics of the fluctuating
power, a battery and a super capacitor are taken as the energy storage device; secondly, the operation control mode
of the energy storage system is designed, which can exchange power precisely and efficiently with wind power sys⁃
tem, so as to make the output power of wind farm track the power⁃generating command; finally, a simulation is car⁃
ried out under the environment of Matlab / Simulink. The simulation shows that the method can effectively stabilize
the fluctuating output power of the wind farm, make the output power of wind farm track the power⁃generating com⁃
mand stably, and the battery and the super capacitor bring into play their own advantages, therefore extending the
service life of battery.
Keywords:wind power; hybrid energy storage; battery; super capacitor; power suppression
收稿日期:2014⁃08⁃29. 网络出版日期:2015⁃03⁃25.
作者简介:田凯(1972⁃) , 男,副教授;
徐长奎(1988⁃), 男,硕士研究生.
通信作者:徐长奎,E⁃mail:ai05518@ 126.com.
能源和环境是当今人类所面临的重要问题,新
能源的并网运行受到各国重点关注,特别体现在风
能和太阳能并网运行中。 由于风能的不可控性,功
率输出具有波动性。 因此,风力发电的并网运行给
电网带来一定影响,尤其是给调度部门工作提高难
度
[1]
。
处理风电输出功率波动性的方法有许多,文献
[2]采用变速变桨距方法对风机输出功率进行调
节。 文献[3]利用水电和火电的稳定性对风电出力
波动进行补偿。 文献[4] 采用风光互补的方法,利
用风能和太阳能分布的互补性,将二者联合输出,得
到稳定的功率输出。 文献[5] 研究了蓄电池削减风
电输出峰谷差,提高风电可靠性;文献[6] 提出利用
飞轮储能系统有效平缓风电场有功功率输出;文献
[7⁃8]提出将超导储能装置运用在风电输出功率波
动平抑;文献[9⁃10] 提出基于超级电容储能装置对
风电并网功率平抑系统进行建模和控制。 在诸多储
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