储能电源参与含风电的电力系统agc的应用研究

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1、学校代号10532学号S12092092分类号TM732密级公开硕士学位论文储能电源参与含风电的电力系统AGC的应用研究学位申请人姓名谭绍杰培养单位电气与信息工程学院导师姓名及职称李欣然教授学科专业电气工程研究方向电力系统分析与控制论文提交日期2015年05月06日学校代号：10532学号：S12092092密级：公开湖南大学硕士学位论文储能电源参与含风电的电力系统AGC的应用研究学位申请人姓名：谭绍杰导师姓名及职称：李欣然教授培养单位：电气与信息工程学院专业名称：电气工程论文提交日期：2015年05月06日论文答辩日期：2015年05月17日答辩委员会主席：姚

2、建刚教授ResearchonAutomaticGenerationControlofPowerSystemwithWindPowerusingEnergyStoragebyTANShaojieB.E.(HunanUniversity)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinElectricalEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProfess

3、orLIXinranMay，2015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Ｗ标注引巧的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体己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，均己在文中Ｗ明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。■作者签备：緩系日期；兴Ｔ年月７／日巧，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ｎ或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被

4、查阅和借阅。本人授权湖南大学可｛＾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１＾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１、保密□，在年解密后适用本授权书。＿＿＿２、不保密囚。＂＂（请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）作者签名：省日期《尽杰；於化年ｒ月％日＾导师签名：日期：＞化年厂月＾日储能电源参与含风电的电力系统AGC的应用研究摘要风力发电的输出功率具有波动性和不确定性，其大规模并网会给电网安全稳定运行带来重大挑战。与此同时，传统调频电源响应慢、爬坡速率低，已难以适应电力系统快速发展及新能源接入

5、的需求。如何在风电高渗透率条件下确保电力系统频率稳定已成为中国电网面临的新挑战之一。近年来，各种电力储能技术的快速发展为解决这些问题带来了新的契机。储能电源具有快速精确的功率跟踪能力，能为电力系统提供优质的调频服务，比传统调频电源更加高效，为电网调频所面临的困境提供了一种新的辅助手段。因此，在充分考虑技术特性的基础上，探讨储能电源参与电网频率调整的相关策略，可以提高电网的稳定运行水平及风电接纳能力，具有重要的理论意义和应用价值。首先，从电力系统频率调整的原理出发，对常规电源与电网调频的物理结构、运作方式进行了详细阐述，阐明了各级调频的具体实现方法，其中二次调频采

6、用自动发电控制（AGC）系统调节，并研究了储能电源在风电接入下参与电网AGC的管理和控制方式。其次，构建了含大规模风电电力系统频率动态评估方法，利用t-location概率分布模型描述风电功率随机波动特性、采用序贯蒙特卡洛法模拟时序风电功率序列。以某区域电网为例，仿真分析了大规模风电场群联网运行对系统频率的影响。再次，针对电网AGC的应用，确定参与电网AGC的最佳储能类型为飞轮储能，利用爬坡率-持续时间曲线和概率分布曲线等概率统计方法对电网AGC的需求在算例中进行定量需求性分析，确定储能电源参与电网AGC的容量需求，并构建储能电源参与电网AGC的经济模型，分析了

7、储能电源参与电网AGC的经济性。最后，探讨了储能电源与常规发电机组协调参与电网AGC的控制策略。依据电网的不同运行状态，设置不同的响应优先级，采用不同的控制策略，实现储能电源与常规发电机组之间的协调配合，且充分发挥了储能电源的优势。为验证所提控制策略的有效性，利用MATLAB/Simulink对储能电源参与AGC的两区域互联电网的AGC进行了动态仿真。仿真结果表明，基于所提控制策略，储能电源参与互联区域AGC能有效抑制系统频率波动，提高频率响应速度，减小了联络线交换功率偏差的幅度，并使储能电源的SOC保持在一定的范围内，有利于系统在扰动或故障情况下提供功率支持，

8、提高电网的运行水平和抵御