风储联合调频下考虑频率响应需求的储能参数优化配置研究

来源 :东北电力大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xuqinxiaofan
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自“双碳”目标提出以来,电力系统如何由传统能源结构过渡到以可再生能源发电为主的新型能源结构成为当前研究的热点。其中,风电凭借技术成熟、成本较低等优点实现了大规模接入电网,但风机一般运行于最大功率点跟踪模式下无法参与系统调频过程,故风电的高比例渗透在一定程度上削弱了电力系统的惯性与调频容量,因此在高风电渗透率系统中风电机组预留部分有功参与系统调频过程有利于提高系统频率支撑能力。在此基础上,规模化储能凭借响应迅速、出力稳定等特点被广泛应用于电网的惯量支撑及频率调节等方面。为降低风电并网为电力系统带来的负面影响,本文通过考虑系统频率支撑能力提出一种风电机组与储能协调配合的调频方法,并实现了该策略下储能系统控制参数的最优配置。本文首先通过搭建风电机组的转子超速控制以及储能系统的虚拟同步机控制模型,确定了风电机组和储能系统参与电网惯量与频率支撑的调频控制策略,并以双馈风机额定转速与有功出力为约束条件,基于转子超速控制设置最适功率预留系数,划分风机参与系统调频的风速范围。在此基础上,考虑系统频率支撑能力提出一种风电机组与储能协调配合的调频方法,实现了风电机组与储能系统在系统惯量支撑与一次调频过程中的协调配合。其次,在考虑系统动态频率分散性的基础上确定储能系统的安装位置,引用四种相关评价指标分析储能系统不同控制参数对其动态调频特性的影响并使用三种量化指标进行详细对比分析,由此确定储能系统配置结果优化的前提条件。随后通过对储能有功出力与系统稳态恢复过程的分析,刻画了虚拟同步机控制策略下储能系统的动态频率调节特性,以此实现储能在应对系统不同工况与不同支撑需求下控制参数的最优配置。最后,使用DIg SILENT/Power Factory对所提方法进行仿真验证。仿真结果表明,所提方法能够在保证系统调频需求的同时充分利用风电自身的调频容量,优化储能系统参数的配置结果,实现储能出力的平滑输出,提高系统的频率支撑能力。
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