基于储能系统的可调度式光伏电站研究

论文摘要

随着光电产业的蓬勃发展和并网技术的逐步成熟,并网型光电装机容量也日渐规模化。光资源本身具有间歇性、随机性、不可控和波动性的特点,光电出力因外界条件的改变而发生波动变化,光伏电站的规模化带来的并网问题也日趋显著,其大、中型光伏电站接入对电网系统频率的影响成为重要研究课题之一本论文是以光伏电池（PV-cell）的工程用数学模型（传统型）为研究分析基础,为便于研究分析光电源的非线性输出特性,实现操作友好性及交互性为目的,设计了光伏电池特性仿真可视化界面（PVsystem—GUI）;考虑外界条件对光电输出特性的影响,引入补偿因子,提出了改进型光电模型,通过与传统型及实测数据对比分析,修正正改进后的光电模型满足工程允许相对误差±6%,达到工程应用精度指标。比较不同储能形式的优缺点,选择钒电池为储能研究对象,提出了储能型光伏发电有功功率波动平抑控制方法,以大型电力系统仿真软件DDRTS为计算平台,仿真与对比储能加装前后光伏发电注入电网的有功功率曲线,结果显示了光电有功出力波动平抑控制的有效性。光电接入IEEE36节点算例测试系统,定性分析了对系统电压及频率的影响,加装储能系统平抑光电因外界条件的改变引起的功率波动,平滑了光电并网注入有功功率,加装储能的光电电源接入弱化了对电网的影响；以光电接入电网系统技术规定为参考,光电接入新疆某区域电网,以电网频率限值为约束条件,仿真得出该区域的光电最大功率变化量的限值,为电网调度部门针对该区域大、中型集中式光电接入状况,提供了不同单位时间光电最大功率变化量的参考值,从而能够确保电网安全、可靠及稳定的运行。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 选题目的及意义
• 1.2 光伏发电系统
• 1.2.1 并网型光伏发电分类
• 1.2.2 并网型光伏发电的优势
• 1.3 光伏发电并网存在的问题
• 1.4 国内外研究现状
• 1.4.1 并网型光伏发电建模的研究现状
• 1.4.2 储能系统的研究现状
• 1.5 本文的主要工作
• 第2章 光伏电池的建模及输出特性可视化
• 2.1 光伏电池工程用模型
• 2.2 基于MATLAB软件的光伏电池仿真模型
• 2.3 光伏电池输出特性的可视化仿真
• 2.4 小结
• 第3章 改进型光伏发电系统建模及仿真
• 3.1 改进型光伏工程数学模型
• 3.2 光伏发电最大功率跟踪控制（MPPT）
• 3.3 逆变器输出功率数学模型（DC-AC）
• 3.4 修正模型在DDRTS软件中的实现
• 3.5 特性仿真与对比验证
• 3.5.1 特性仿真
• 3.5.2 对比验证
• 3.6 小结
• 第4章 储能型光伏电站建模与仿真分析
• 4.1 储能技术在电力系统中的作用
• 4.2 钒氧化还原液流电池（VRB）数学建模
• 4.2.1 VRB工作原理
• 4.2.2 钒电池等效电路与数学模型
• 4.3 VRB储能型光伏发电功率波动控制
• 4.4 光储系统仿真与分析
• 4.5 小结
• 第5章 光电接入对电网频率的影响
• 5.1 概述
• 5.2 光储接入IEEE36算例系统
• 5.3 光电接入新疆某区域电网
• 5.4 小结
• 第6章 总结与展望
• 6.1 总结
• 6.2 展望
• 附录1
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表旳论文及参与科研项目