大型风电场储能装置容量规划及控制方法研究

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1、学校代号10532学号S150900713分类号TM614密级公开硕士学位论文大型风电场储能装置容量规划及控制方法研究学位申请人姓名李旺培养单位电气与信息工程学院导师姓名及职称荣飞副教授学科专业电气工程研究方向风力发电论文提交日期2018年4月16日学校代号：10532学号：S150900713密级：公开湖南大学硕士学位论文大型风电场储能装置容量规划及控制方法研究学位申请人姓名：李旺导师姓名及职称：荣飞副教授培养单位：电气与信息工程学院专业名称：电气工程论文提交日期：2018年4月16日论文答辩日期：2018年5月20日答辩委员会主席：黄守道教授Re

2、searchonCapacityPlanningandControlMethodofLarge-scaleWindFarmEnergyStorageUnitbyLIWangB.E.(HunanUniversityofScienceandTechnology)2014AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinElectricalEngineeringintheGraduateschoolofHunanUniversit

3、ySupervisorProfessorRONGFeiApril,2018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人承担。作者签名：日期：年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

4、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1．保密，在______年解密后适用本授权书。√2．不保密。(请在以上相应方框内打“√”)作者签名：日期：年月日导师签名：日期：年月日I大型风电场储能装置容量规划及控制方法研究摘要随着全球经济的快速发展，化石能源消耗日趋紧张，能源危机及环境问题岌岌可危，新能源受到广泛关注，其中风力发电成为新能源发展的主流。我国风电产业主要集中在内陆地区，但为了节约跨区域输电成本，降低电网建设难度，发展靠近沿海负荷中心的离岸风

5、电场成为新的趋势，特别是远海风电场，可以充分利用较近海更丰富、稳定的风力资源发电。远海风电场趋向高压大容量发展，其运行功率的增加导致风电组件容量上升，系统成本居高不下，整体效益未能明显改善；再者，大规模风电并网对电力系统产生一定冲击影响，风电场运行可靠性、稳定性得不到充分保证。本文以优化风电场中储能装置、变流器容量配置着手，同时优化储能系统的充放电控制，以期达到提高风电场经济性、可靠性的目的。首先，论文介绍了目前国内外风力发电的发展概况，指出我国主流海上风电场发展面临的成本、稳定性问题，同时以降低风电场成本、提高应对瞬时功率突变能力为目标，明确本文优

6、化风电系统储能装置容量及控制策略的研究方向。最后点明目前储能装置容量优化及控制的研究现状。然后，对比分析风电场中不同类型的发电机组、储能设备及储能接入方式，明确分布式配置的蓄电池储能型直驱永磁风力发电机组更适合作为海上风电场的发电机型，并以此为研究对象分析风电系统的功率模型。再次，针对风电场并网对电力系统主要的功率冲击影响，分析风电机组并网功率波动限制条件下蓄电池的充放电功率计算过程，并以风电系统年收益最大为目标建立蓄电池、变流器装置容量优化数学模型，分析约束条件，结合改进的非线性规划遗传算法分析目标求解过程，同时以算例分析、仿真对比充分证明容量优化

7、策略下风电系统经济性明显改观。最后，针对提高容量优化后的风电系统应对风功率突变或电网有功需求急剧增长情况的能力，提出基于风速预测的蓄电池充放电控制策略，在保证风电系统满足并网功率波动前提下，分析ARIMA预测模型基础上蓄电池充放电能的具体计算过程，并以仿真对比验证新型蓄电池控制策略下风电系统并网的稳定性与可靠性。关键词：风力发电系统；蓄电池；容量优化；充放电控制II硕士学位论文AbstractWiththerapiddevelopmentoftheglobaleconomy,thefossilenergyconsumptionisbecomingmo

8、reandmoretense,theenergycrisisandenvironmentalproblems