风电配套电池储能电站的仿真研究.pdf

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1、2010年第4卷增刊1南方电网技术技术论坛三等奖rd2010，Vol.4，Supplement1SOUTHERNPOWERSYSTEMTECHNOLOGYArticlesof3GradeAwardinForum文章编号：1674-0629(2010)S1-0126-04中图分类号：TM614；TK02文献标志码：A风电配套电池储能电站的仿真研究曾杰（广东电网公司电力科学研究院，广州510080）摘要：对利用电池储能电站平滑风电场的输出，减小风电输出功率的波动对电网的影响进行了仿真研究。以基于铅酸蓄电池的电池储能电站为研究对象，建立了基

2、于铅酸蓄电池三阶动态等效电路模型的电池储能电站动态数学模型；设计了一种考虑铅酸蓄电池荷电状态的一阶滤波有功控制策略；应用Matlab软件中的Simulink环境，以建立的数学模型为基础搭建了仿真平台。以随机风为例，对采用电池储能电站平滑并网风电场有功功率输出进行了仿真研究。仿真结果表明电池储能电站在动态平滑风电场有功功率输出的同时，还得到了有效保护。关键词：铅酸蓄电池；储能电站；风力发电；异步发电机SimulationofBatteryEnergyStorageSystemUsedforWindPowerRegulationZENGJ

3、ie（ElectricPowerResearchlnstituteofGuangdongPowerGridCorp.,Guangzhou,Guangdong510080,China）Abstract:Thepossibilityofemployingbatteryenergystoragesystem(BESS)forprovidingauxiliaryservicetoenhancethepowerperformanceofwind-turbinegeneratorsystemisstudied.Amathematicmodelof

4、lead-acidbatterybasedonthirdordernonlineardynamicmodelispresented,andcontrolsystemsforregulatingState-of-Chargeofabatteryareproposed.TheeffectivenessoftheproposedsystemisdemonstratedthroughthecomputersimulationsusingMatlab/Simulinkinwhichwindturbulenceisstudied.Byusingt

5、hiscontrolstrategy,batteryenergystoragesystemcansmooththewindpoweroutputwithoutoverchargeandoverdischarge.Keywords:lead-acidbattery;energystoragesystem;windpower;inductiongenerator风电是我国开发可再生能源的重点，近年来国1电池储能电站的工作原理及建模家政策的扶植和特许权项目的开展，加快了其发展[1]电池储能电站主要由四部分组成[5]：蓄电池组、速度。风电场所

6、处地区往往位于电网末端，承受冲击能力较弱，其功率波动很有可能给电网带来不逆变器、控制装置和变压器。电池储能电站的等效利影响[2]。储能电站不仅可用于电力调峰，还可以电路可以由一个变流器模型和一个电池的电化学等有效跟踪电气量的波动，将储能电站与风力发电单效电路所模拟，如图1所示。[3]元相结合，有利于减少风电场的输出波动对电网IuL2[4]S的影响。本文以基于铅酸蓄电池的电池储能电站为研究RLuRCU对象，对利用电池储能电站平滑风电场的有功功率DCi"输出，减小风电输出功率的波动对电网的影响进行L1了仿真分析。建立了基于铅酸蓄电池三阶动

7、态等效电路的电池储能电站模型；设计了一种考虑铅酸蓄图1电池储能电站的电路结构电池荷电状态的一阶滤波有功控制策略；应用图1中：R为变压器及线路等效电阻；L为代Matlab软件中的Simulink环境，以建立的数学模型表变压器漏电感及线路电感的等效电感；uS为系统为基础搭建了仿真平台。以随机风为例，对采用电侧交流电压；储能电站换流站用框图表示；uR为换池储能电站平滑并网风电场有功功率输出进行了仿流侧交流电压，C为直流侧的平波电容；UDC为直真研究。流侧平波电容两端电压。增刊1曾杰：风电配套电池储能电站的仿真研究1271.1变流器数学模型电

8、池的荷电状态SSOC和放电深度DDOC：能量双向流动的变流器可实现直流侧的电池组QeS=−1（5）SOC与交流电网之间的能量交换。考虑到变流器开关变C()0,θ换过程迅速，可采用不计调制波频率动态变化过程QeD=−1（6