[发明专利]利用复合储能技术平抑风光发电系统输出功率波动的方法

说明书

技术领域

本发明属于电力系统新能源领域，是储能技术在电力系统新能源并网方面的应用，特别涉及一种利用复合储能技术平抑风光发电系统输出功率波动的方法。

背景技术

近年来，分布式发电技术的研究取得了巨大进展，各类分布式发电技术逐渐成熟，以风力发电和光伏发电最为典型。风力和太阳能发电能源具有储量丰富、无污染、可再生等优点，这使得它们成为未来很有前途的可代替能源。但是，风电和太阳能等分布式发电单元的输出功率具有间歇性和随机性的特点，风速和光照的波动会引起输入到电网的功率剧烈波动，进而导致电网电压的波动，同时风光系统输出功率过大，超过负荷要求时，会导致系统频率上升等问题。在直流母线或者交流系统中配备一定的储能，可削弱间歇式电源对电网的冲击和其它负面影响，提高电网运行的安全性和稳定性。储能技术是新能源发电的核心技术之一，作为间歇式电源必要的能量缓冲环节，其作用越来越重要。

电力系统中的储能技术形式多样^[1]。文献[2]提出利用超级电容器平抑风电场功率波动，但超级电容器价格昂贵，其容量在满足要求的情况下，是很不经济的。文献[3]比较了不同储能类型在改善风电场输出中的应用。目前对间歇式新能源输出功率的平抑控制，主要有两种方式，一是通过直接控制分布式电源本身，改善其输出功率特性，如文献[4]提出了通过风力机桨距角控制减缓其输出功率波动性；二是通过一阶固定时间常数滤波，文献[5]提出了加入电池SOC反馈控制的一阶滤波控制方法来平抑风电场的功率；文献[6]采用飞轮储能平抑短周期内功率波动，采用了随机动态优化控制的一阶滤波。本文针对风光系统输出功率变化大，变化频繁的特点采用多元复合储能技术^[7]，将具有快速响应特性的储能系统和具有大容量储能特性的储能系统联合使用以平抑功率波动，这不仅可以优化储能统的运行，延长系统寿命，而且可以使系统获得更好的技术性能和经济指标。

[1]程华,徐政.分布式发电中的储能技术.高压电器,2003,39(3):53-56.CHENG Hua,XU Zheng.Energy Storage for Use with Distribution Power Generation,High Voltage Apparatus,2003,39(3):53-56.

[2]李宵,胡长生,刘金昌,等.基于超级电容器储能的风电场功率调节系统建模与控.电力系统自动化,2009,33(9):86-90.

LI Xiao,HU Changsheng,LIU Changjin,et al.Design of SMES control System for Smoothing Power Fluctuation in Wind Farms.Automation of Electric Power Systems,2008,32(16):83-88.

[3]Wei Li,Joos G.Comparison of Energy Storage System Technologies and Configurations in a Wind Farm.Power Electronics Specialists Conference,June 17-21,2007,Orlando,Florida,USA:1280-1285.

[4]Takuya Yamazaki,Rion Takahashi,Toshiaki Murata,et al Smoothing Control of Wind Generator Output Fluctuations by New Pitch Controller.InternationalConference on Electrical Machines,Sep 6-9,2008,Vilamoura,Portugal:1-6.

[5]Li Xiandjun,Hui Dong,Wu Li,Lai Xiaokang.Control Strategy of Battery State of Charge for Wind/Battery Hybrid Power System,IEEE International Symposium on Industrial Electronics,Jul 4-7,2010,Bari,Italy:2723-2726.