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近年来,日益严峻的能源危机和环境问题使得可再生能源的开发和利用受到世界各国的普遍重视,特别是风电已经成为发展最快的可再生能源发电方式。但是由于风电功率具有显著的波动性,大规模风电并网给电力系统安全稳定运行带来了挑战。针对风电功率波动具有多时间尺度的特点,通过在风电场配置多类型储能,可以有效平抑风电功率波动,提高间歇式电源的并网能力。因此,研究多类型储能在平抑风电场功率波动中的协调控制技术,具有重要意义和应用价值。 本文首先研究了风电场功率波动特征及其对电网的影响。采用经验模态分解(EMD)方法,提取风电场功率波动特征,并得到了相对平稳的各频段特征分量。然后通过建模仿真,研究了不同风电场功率波动特征分量对电力系统电压、频率稳定性的影响。在风电场功率波动评价方面,结合现有国家标准和风电场历史运行数据,分析了实际运行风电场的功率波动特点,并定义了两个时间尺度下的风电场并网波动率限制指标。 在分析功率波动特征及其影响的基础上,重点开展了应用于风电场功率波动平抑的多类型储能协调控制策略研究。首先研究了基于低通滤波算法(LFA)的协调控制方法,通过滤波算法将功率波动的高频、低频分量分别分配给功率型储能和能量型储能进行补偿。然后针对低通滤波算法的缺点,提出了基于模型预测控制算法(MPC)的协调控制策略,该策略考虑了未来约束条件,并提前采取控制措施,可以提高控制的实时性,并有效降低储能需求量。此外,考虑各种储能电池的特性、成本等因素,优化了多种能量型储能电池的功率分配序列。最后,在RT-LAB仿真平台下,搭建了仿真模型,对相关控制算法进行了仿真验证。