电池储能参与电网辅助调频的控制策略及优化配置研究.pdf

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1、硕士学位论文电池储能参与电网辅助调频的控制策略及优化配置研究RESEARCHONCONTROLSTRATEGYANDOPTIMIZINGCONFIGURATIONOFBATTERYENERGYSTORAGEPARTICIPATINGINAUXILIARYFREQUENCYMODULATIONOFPOWERGRID井文辉哈尔滨工业大学2018年6月国内图书分类号：TM761.2学校代码：10213国际图书分类号：621.3密级：公开工学硕士学位论文电池储能参与电网辅助调频的控制策略及优化配置研究硕士研究生：井文辉导师：杨旭强副教授申请学位：工学硕士学科：电气工程所在单位：

2、电气工程及自动化学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：哈尔滨工业大学ClassifiedIndex:TM761.2U.D.C:621.3DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringRESEARCHONCONTROLSTRATEGYANDOPTIMIZINGCONFIGURATIONOFBATTERYENERGYSTORAGEPARTICIPATINGINAUXILIARYFREQUENCYMODULATIONOFPOWERGRIDCandidate：JingWenhuiSupervisor：A/Prof.YangXuqian

3、gAcademicDegreeAppliedfor：MasterofScienceinEngineeringSpeciality：ElectricalEngineeringAffiliation：SchoolofElectricalEngineeringandAutomationDateofDefence：June,2018Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈尔滨工业大学硕士学位论文摘要近年来科学技术迅速发展，电力系统中负荷的需求也发生极大的变化，负荷需求增加的同时电力系统的运行状况也变得越

4、来越复杂，对电网调频提出了更高要求。现阶段电力系统的调频任务还主要由传统的调频机组来承担，而越来越复杂的负荷变动使得传统调频机组响应速度慢、有延迟等弊病日益突出。而电池储能系统凭借其充放电可逆、出力快速、控制简单等优势，在电网调频中有着很大的应用前景。本文对电力系统调频的机理进行研究，分析现有电网一、二次调频方法存在的不足。通过建立区域电网频率仿真模型和储能电池的仿真模型，对有无储能参与条件下电力系统的频率响应进行仿真分析，验证储能参与电网调频的高效性。文中还对储能系统接入对配电网的影响进行研究，分析储能参与电网调频过程中不同的接入容量和接入位置对于配电网经济运行的影响

5、。通过建立目标函数，对不同接入容量和接入位置的影响大小进行评价，从而为电池储能的优化配置提供依据。在储能参与电网一、二次调频的研究中，分别依据电网一、二次的调频需求的不同，设计不同的控制策略进行实现。首先，在一次调频过程中，利用储能跟踪及时、出力迅速的特点，设计经典的PID控制器，对系统的频率进行调整。并根据一次调频动作频繁的特性，对连续负荷变动下储能的作用效果进行仿真，验证储能参与一次调频的高效性。然后，对于电池储能参与的电网二次调频，则建立互联区域系统频率仿真模型。以电网ACE为控制变量，设计模糊控制策略对二次调频效果进行仿真。利用现有调频评价指标对电池储能参与调频

6、的效果进行评价，验证储能参与电网调频的高效性。此外，考虑储能接入对配电网影响，建立基于网损和电压偏差的目标函数，确立目标函数的约束。然后，基于内点寻优算法对不同接入条件下目标函数的最优值进行求解。利用IEEE33节点配电网模型进行算法仿真，分析电池储能接入对系统经济运行的影响，从而为电池储能参与电网调频的接入容量和接入位置的优化配置提供参考。关键词：储能；一次调频；二次调频；控制策略；优化配置I哈尔滨工业大学硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentofscienceandtechnology,thedemandforloadinthep

7、owersystemhasalsoundergonetremendouschanges.Atthesametimeastheloaddemandhasincreased,theoperatingconditionsofthepowersystemhavebecomemoreandmorecomplicated,andhigherdemandshavebeenplacedonfrequencyregulationofthepowergrid.Atpresent,thefrequencymodulationtaskofthepowersyst