考虑混合储能调频死区的自适应下垂控制策略.docx
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2022-12-15
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1 引言
近年来,随着可再生能源的开发利用,其发电技 术突飞 猛进,但所 产生的 电
能具有随机性和波动性,当大规模并入电网时,将对系统频率稳定造成严重影响
[1,2]
。电网要求发电系统在并网后具有一定的调频能力,因此需要借助调频手段
进行频率调整
[3]
。
目前针对可再生能源发电的调频手段主要有两种,其一是通过对可再生能
源自身的控制进行频率调整,虽然能达到一定的调频效果,但该方法调频范围较
小 ,且 会 产 生 一 定 的 能 量 损 失
[4,5]
。 其 二 是 通 过 增 加 储 能 设 备 进 行 调 频 ,文 献
[6,7,8,9]在 传 统 调 频 控 制 策 略 的 基 础上 ,根 据 储 能 设 备 的 荷 电 状态 (State of
charge, SOC)特点对控制策略进行改进,提高储能设备的调频能力,但此改进策
略只针对单一的储能设备,无法充分利用各储能的优势。随着对混合储能的深
入研究,文献[10,11,12,13,14]采用单一的传统控制策略参与调频,虽然此策略容
易实现,但无法达到最优的调频效果。文献[15,16,17]混合储能采用两种控制策
略相结合的方式进行调频,虽然能更好地满足调频需要,但实际应用较困 难,且
其中的控制策略均为传统方式。文献[18,19]根据混合储能的 SOC 情况进行控
制策略的改进,使混合储能得到充分利用,并根据 SOC 值对下垂系数进行调整,
达到更好的调频效果且能延长储能设备的寿命,但 SOC 与下垂系数间呈线性关
系,使储能在 SOC 临界状态发生过充或过放现象。上述文献均未考虑储能调频
死区,文献[20]仅对单一储能的调频死区进行了研究,但对混合储能的调频死区
研究少之又少。
综合以上分析,本文采用超级电容和蓄电池组成的混合储能参与一次调频。
通 过 试 验 研 究 ,设 置 恰 当 的 混 合 储 能 调 频 死 区 ,充 分 发 挥 各 自 的 作 用 。 基 于
Logistic 函数分析 SOC 对超级电容与蓄电池下垂系数的影响,采用自适应下垂
控制策略,在缩小频率偏差的同时,稳定储能设备荷电状态,提高使用寿命。最后
对阶跃扰动和连续扰动进行仿真,针对阶跃扰动对调频效果以及频率恶化进行
定量分析,针对连续扰动,对调频效果及 SOC 维持效果进行综合评价,结果表明
本文控制策略的有效性。
2 混合储能参与一次调频的仿真模型
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