多类型储能系统平抑风电场功率波动的协调控制策略研究

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1、学校代号：学号：密级：10532S1109G104公开湖南大学硕士学位论文多类型储能系统平抑风电场功率波动的协调控制策略研究ResearchoncoordinationcontrolstrategyofhybridenergystoragesystemtosuppressthewindfarmpowerfluctuationsbyLVChaoxianB．E．(HunanUniversity)201AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedeg

2、reeofMasterofEngineeringElectricalEngineeringintheGraduateSch001ofHunanUniversitySupervisorProfessorLIXinranApril，2014湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本

3、人承担。柞者签名：潍矗日期：堵年告月“日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于l、保密口，在年解密后适用本授权书。2、不保密团。(请在以上相应方框内打“、／”)篡菰导师签名：劁之～日期：山肛年台月“日日期：Ⅻ坪年告月M日多类型储能系统平抑风电场功率波动的协调控制

4、策略研究摘要新型可再生能源的利用已经成为解决能源危机和全球变暖的有效手段，其中风电作为一种新型可再生友好型能源已经得到了广泛的应用。但是风力发电受天气环境影响严重，具有间歇性、随机性和不确定性等特点，这些特点集中地表现为风电功率的随机波动特性。随着风力发电应用规模的不断扩大，其给电网安全带来的挑战也越来越大。它不仅影响电能质量、严重时会威胁到整个电网运行的稳定与安全。如何有效平抑风电功率波动已是当下电力部门亟需解决的问题。在风电场配置一定容量的储能设备，在对其历史功率数据进行充分分析后结合储能设备可充可放的特点，充分发挥

5、功率型储能设备和能量型储能设备的各自优点，用于平抑风电功率波动，是减少风电有功功率波动对电网冲击的有效途径之一。本文首先根据傅里叶变换对风电功率的频谱特性进行分析，进而提出一种基于实时离散小波变换的分频方法，用于风电场波动功率在多类型储能系统间的分配。以风电场典型日的历史功率数据为研究对象，基于风电场波动功率频率高低的分配原则，用功率型储能设备去平抑短期风电功率波动，能量型储能设备抑制较长期功率波动，实现风电功率的实时分析与储能功率的合理分配；然后参考分配功率值与投入时间长短，经过分析统计，得到合理有效的容量和功率配置方

6、案。构建了合理的储能系统评价指标，在此基础上提出了一种基于双层模糊控制原理、应用于平抑风电功率波动的多类型储能系统的协调控制方法一一即具有SOC调节和平滑输出效果改善功能的多类型储能双层模糊控制方法，能够实时调节储能设备的充放电功率，防止其荷电状态越限、增强储能系统运行可靠性，削弱因单层模糊控制对平滑效果的影响。仿真结果表明本文所采用的控制策略能较好抑制风电功率波动，同时验证了双层模糊控制方法较单层控制方法的优越性。详细论述了双向DC／DC和DC／AC变流器的控制方法，建立其数学模型，并在Matlab／simulink中

7、搭建了多类型储能系统仿真模型，通过仿真实验验证了该系统结构和其控制方法的合理性和有效性。然后将风电机组接入储能系统模型组成风一储微网仿真模型，结合建立在小波分析和双层模糊控制理论基础上的风电场波动功率分配方法和多类型储能系统协调控制方法进行仿真实验检验，取得了良好的效果。关键词：风电功率平抑；多类型储能系统；超级电容；蓄电池；小波变换；双层模糊控制；功率转换系统Ⅱ硕士学位论文AbstractTheuseofnewandrenewableenergyhasbecometheeffectivewaytosolvetheene

8、rgycrisisandglobalwarming，asanewtypeoffriendlyrenewableenergywindpowerhasbeenwidelyused．Butwindpowerisaffectedbyweatherandenvironmentseriously，hasthecharacteri