含风储电力系统负荷频率控制策略研究

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1、分类号TM712密级公开单位代号10256学号15203010专业学位硕士学位论文MASTERTHESISFORPROFESSIONALDEGREE含风储电力系统负荷频率控制策略研究学位申请人：郝学智指导教师：米阳教授专业名称：电气工程学位类别：工程硕士所属院系：电气工程学院2018年03月分类号TM712密级公开单位代号10256学号15203010上海电力学院专业学位硕士学位论文含风储电力系统负荷频率控制策略研究学位申请人：郝学智指导教师：米阳教授专业名称：电气工程学位类别：工程硕士论文定稿日期：2018/03/08摘要含风储电力系统负荷频率控制策

2、略研究摘要频率是衡量电力系统电能质量的三大指标之一。随着风电大规模接入电网，不仅降低了整个电力系统的频率响应惯性，而且由于其间歇性和不可预测性增加了电力系统负荷频率控制的难度。储能系统具有功率响应速度快、控制灵便等优点，可在电力系统负荷频率控制(LFC)中发挥极为重要的作用。本文针对含风电和储能的多域互联电力系统提出了储能系统与滑模负荷频率控制器协调优化系统负荷频率的控制策略。本文的主要内容包括：首先，阐述了本课题的研究背景和意义，并对互联电力系统负荷频率控制的研究现状及储能系统的发展状况进行了详细的介绍。此外，文中给出了研究系统中LFC模型、风力发电

3、机和储能系统的数学模型。其次，搭建了含风储的多域互联电力系统模型。该模型在传统LFC模型的基础上增加了风力发电机和储能系统，同时考虑了储能系统和传统发电机组控制信道延时的问题。为了提高系统的鲁棒性，本文针对所搭建的含风储多域互联电力系统模型，设计了滑模负荷频率控制器。并提出了多域互联电力系统滑模负荷频率控制器和储能系统协调优化系统负荷频率的控制策略。通过MATLAB/Simulink仿真平台的算例结果验证了所提出策略的有效性。然后，针对包含风力发电机的多域互联电力系统，提出了一种电池储能系统配合自动发电控制(AGC)系统优化电力系统负荷频率的控制策略。

4、采用滤波的方法将AGC控制信号中的高频分量和低频分量分别分配给电池储能系统和传统发电机组。同时，为提高电力系统负荷频率控制的精度，设计了干扰观测器和滑模负荷频率控制器，并将干扰估计值的高频部分作为电池储能系统的一个控制信号，通过RTDS实验平台验证了该控制策略的有效性。最后，搭建了由传统发电机组、风力发电机、超级电容器和电池储能I摘要系统组成的多元互补电力系统。针对该多元互补电力系统提出了一种根据区域控制偏差(ACE)所处区间，设计不同调频资源响应的协调控制策略。同时为提高传统发电机组的响应速度，设计了自适应滑模负荷频率控制器。通过matlab平台分析

5、，该策略不仅充分利用了混和储能系统的优点，而且有效地减小了电力系统的频率偏差。关键词：储能系统，滑模负荷频率控制器，干扰观测器，分频控制，ACE分区控制IIABSTRACTTHERESEARCHOFPOWERSYSTEMWITHWINDPOWERANDENERGYSTORAGESYSTEMLOADFREQUENCYCONTROLABSTRACTFrequencyisanimportantindextomeasurethepowerquality.Withthelarge-scaleofwindpowerconnectedtopowersystem,no

6、tonlythefrequencyresponseinertiaofthewholepowersystemisreduced,butalsothedifficultyofsystemfrequencycontrolisincreasedduetoitsintermittencyandunpredictability.Energystoragesystem(ESS)hasthecharacteristicsoffastresponseandflexiblecontrol.Itcanplayanimportantroleinloadfrequencycon

7、trol(LFC)ofpowersystem.Inthispaper,acoordinatecontrolstrategyforESSandtheslidingmodeloadfrequencycontroller(SMLFC)isproposedtooptimizetheloadfrequencyfortheinterconnectedpowersystemwithwindpowerandESS.Themaincontentofthispaperinclude,Firstly,thebackgroundandsignificanceofthisres

8、earchtopicarereviewed.Theresearchstatusofinterc