【摘 要】
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近年来,新能源发电装置的不稳定出力特性,以及电力电子接口的低惯性特性,给电力系统的安全稳定运行带来了挑战。为了给出不稳定出力的解决方案,研究低惯性特性造成的失稳原因,本文建立了使用惯性控制策略的并联混合储能系统,根据系统的小信号模型对所提系统和控制策略进行了分析。具体内容如下:首先建立了具有多种类型储能单元的混合储能装置。其中蓄电池储能单元为能量型储能元件,响应系统的低频扰动。超级电容器储能单元为
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近年来,新能源发电装置的不稳定出力特性,以及电力电子接口的低惯性特性,给电力系统的安全稳定运行带来了挑战。为了给出不稳定出力的解决方案,研究低惯性特性造成的失稳原因,本文建立了使用惯性控制策略的并联混合储能系统,根据系统的小信号模型对所提系统和控制策略进行了分析。具体内容如下:首先建立了具有多种类型储能单元的混合储能装置。其中蓄电池储能单元为能量型储能元件,响应系统的低频扰动。超级电容器储能单元为功率型储能元件,响应系统的高频扰动。飞轮储能单元的能够实现响应速度的灵活调节,响应中频段的扰动,三种储能形式共同作用实现了响应的宽频带覆盖。然后将多个混合储能装置在交流电网并联构成并联混合储能系统。混合储能装置通过变流器接入交流电网,使用虚拟同步机控制策略以实现高渗透率新能源电网的惯性提升,然而并联结构易引发同步机的并联振荡,因此提出了一种基于一致性算法的并联混合储能系统协调控制策略,保证了并联系统的稳定运行。最后对建立的系统进行小信号建模,分析系统失稳机理和控制效果。根据直流侧和交流侧能量形式的差异,分别采用了时域的模态空间法和频域的阻抗法进行建模,通过变换和方程的联立得到了全系统的小信号模型。对于直流侧,分析了虚拟阻容下垂控制的控制效果。对于交流侧,以飞轮储能单元为例分析了系统等效惯性和控制策略虚拟惯性的相互关系,给出了等效惯性的量化表达式,并且从线路和控制两个层面分析了并联系统的低频振荡产生原因和协调控制策略的稳定原理。仿真算例验证了小信号分析结论的正确性。
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