储能电池参与风电调频控制策略
1984年创刊(双月刊)
ISSN 1009-3664      CN 42-1380/TN

储能电池参与风电调频控制策略
作者:赵爱云1 ,陈宽2  日期:2018-08-30 

储能电池参与风电调频控制策略
赵爱云1 ,陈宽2
(1.青岛大学 自动化与电气工程学院,山东 青岛 266071;
2.山东龙源风力发电有限公司 山东 临沂 276700)
摘要:风力发电的随机波动性和不确定性对频率稳定和电能质量的影响较大。储能技术的发展给电网稳定运行带来了新的机遇。文中首先介绍了风储联合系统的基本结构,然后提出风储联合系统调频控制策略并在Matlab/Simulink中搭建仿真系统,验证了储能技术协助风力机调频的可靠性,并按照控制策略的方向进行分析结果。
关键词:风力发电;储能;频率调节
0引言
大规模风电并网降低了电力系统的稳定运行,其不可预测性也会降低电能质量。储能技术可以有效改善风电场有功功率的波动性,达到快速调频的目的。本文提出在风电场配置储能电池实现风储联合系统参与电网调频的控制策略,有助于电网长期规划和有效调度,减小风电单独运行时给电力系统带来的频率波动。
1风电-储能系统模型
风电场单独运行时其调频能力和改善有功出力的能力较弱。因此,本文提出电池储能与风电协调出力运行调频。风储联合系统结构图如图1所示。

图 1 风储联合系统结构图
2 风电-储能系统调频方法
图2为储能系统协调风力机进行调频的控策略结构图。其原理:设计比例-积分-微分(PID)控制器,对频率变化率进行控制,输入到风储联合系统中去,进而控制其有功出力大小。

图 2储能系统协调风机调频控制结构图
3 仿真分析
基于上述PID控制策略,在Matlab/Simulink中建立仿真系统如图3所示。风电场与储能装置并联安装在升压变压器(66kV/220kV)一端,同步发电机安装在另一端,共同接入母线,共同给负荷供电。

图3 仿真结构图
在6s时给系统突然增加60MW负荷,仿真结果如图4、5 所示。

图4 增加60MW负荷的系统频率响应


图5 储能装置有功功率输出
图4 为风电场单独运行和配置储能的系统响应曲线,风电场单独运行时系统频率下降到48.4Hz,同等负荷时配置储能电池的风储联合系统频率下降到48.7Hz,频率下降幅度减小,说明风储联合系统可以灵敏改进频率波动。图5为储能系统发出有功功率,说明储能系统可以通过调节有功进行有效调频。
4结论
本文所提的风储联合系统控制策略能够对频率波动起到一定的阻尼作用,有效补偿风电场单独运行时的频率波动,有效跟踪系统频率变化并且灵敏反应,明显改善系统有功波动,电网的长期稳定性和经济适应性得到保障。
参考文献
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