储能支撑光伏参与电网一次调频的优化
控制策略研究
摘要:随着电网中光伏渗透率的大幅增加,故障扰动下的系统频率调节特性
逐渐恶化。为了提升光伏的利用率,光伏发电一般工作在最大功率点,不提供惯
量支撑,也未考虑必要的容量备用,因此对电网的频率支撑作用有限。考虑到对
系统的主动支撑作用,光伏发电参与系统调频就尤为必要。另外,从利用新的支
撑手段角度,发挥储能快速灵活响应特性,开展储能支撑光伏并网调频策略研究,
有利于发挥系统综合效益,在提高系统频率稳定的同时,提升新能源的利用率。
关键词:光伏;频率稳定;电池储能;自适应控制;一次调频
引言
近年来,由于国家的扶持、政策的导向等,光伏发电的装机容量越来越大。
尤其是在我国西北地区,太阳能资源丰富,建设了许多大型光伏电站。到 2030
年,我国非化石能源占一次能源消费比重将达到 25%左右,风电、太阳能发电总
装机容量将达到 12 亿千瓦以上。但是,光伏发电的大量并网也造成了一些不利
的影响。由于光伏发电受天气的影响较大,因此具有一定的波动与间歇性,并网
之后会对电网造成一定的冲击。另外,由于一些地区负荷较少,发电量较多,太
阳能消纳的矛盾凸显出来,造成了大量的弃光现象。
1 光储一体化的研究背景和意义
目前,对光伏参与调频的研究主要有以下两个方面:一是利用虚拟同步控制
策略,使光伏发电具有下垂、惯性特性,模拟同步发电机组参与调频;二是控制
光伏输出电压,使其不在最大功率点运行,留有一定的减载调频备用。储能系统
能通过功率变换装置实现功率的四象限灵活调节,迅速响应频率变化。当前,关
于储能辅助电网一次调频的控制策略研究,主要关注储能电池的选型与容量配置、
储能参与调频的经济性分析、利用单一虚拟下垂控制和协调虚拟惯性控制参与调