大规模风电储能联合系统运行与控制研究综述
摘要
关键词
储能技术;风电并网;应用措施
正文
在当今社会可持续发展的背景下,资源短缺等问题正逐步显现出来,这对社会的进一步发展造成了不利的影响。与此同时,根据有关的调查数据显示,在2020年,我国风电基地的建设目标将增至1.5亿 kW。因此,为了满足风电结构的需要,应该重视解决风电并网运行中所暴露出来的相应问题,将储能技术运用到其中,从而体现出节能型运营理念,打造出一个稳定、安全的电力系统运行空间。下面是关于风力发电中的储能技术的具体介绍,希望能够对目前风力发电储能基地的进一步建设起到一定的借鉴作用。
1风电并网需要解决的问题
1.1频率稳定性问题
也就是在实际生产中,一些风电企业为创造更大的额定功率,将 DFIG引入到风电场的建设中,但是 DFIG的转速与电网之间具有完全解耦的控制效果,从而导致了 DFIG对电网的响应不够及时。
1.2需要降低低电压穿越的影响
在风电并网系统运行的过程中,由于 PCC电压的跌落,会导致风电机组出现过电压和过电流等问题,这些问题会对风电机组造成冲击,从而对风电机组造成破坏。当电网出现故障时,将会在电网中自动解列风电机组,从而引起电网连锁反应,从而对电网的安全性产生影响。当电网中的风电比重比较高时,一旦出现电网故障,就会对电网的安全性产生影响,因此,技术人员就必须保持风电并网,为电网提供无功功率,支持电网电压稳定。
1.3需要提高电能质量
由于风资源的波动性和间歇性,风力并网系统的发电,主要是利用风资源,另外,由于风机存在风剪切和偏航误差,会引起电压波动和闪变等问题。在实际工作中,由于风力发电的规模很小,对电网的电能质量没有任何影响,但由于大规模的风力发电,会对电网的电能质量产生一定的影响,从而引起电压波动、谐波污染等问题,若对电能质量进行严格的控制,将会造成严重的后果。
2风电并网中储能技术的应用
2.1提高风电低压穿透力
低电压穿越是风力发电发展的必然要求,它对风力发电系统的稳定运行具有重要意义。要增强风力发电并网系统的低电压穿越能力,必须在强化系统控制的基础上,增加硬件设备的投资,以增强风力发电并网系统的低电压穿越能力。此外,通过在电网中安装储能装置,还可持续地增强低压的穿越力。由于电网故障暂态时间较短,所以风电并网系统需要实现快速响应,在出现电网故障的情况下,保证挂网运行效果。
2.2降低风电功率波动
风电出力的波动性难以控制,不仅影响了风电场的接入稳定性,还会导致风电场的电能质量下降,从而不能保证电网的效益。技术人员能够在风电并网系统中对储能系统进行配置,并制定出科学的控制措施,从而对风电功率的波动进行有效地控制,避免由于风俗的改变而对电力输出产生影响。在发生风力发电异常波动时,技术人员必须将多个发电单元进行组合,才能对发电单元进行有效的控制,从而达到提高发电效率的目的。
2.3控制风电系统频率
在风力发电的输出过程中,存在着一定的随机性,如果采用一般的电力系统控制措施,就不能对问题进行准确的预测,也不能保证控制效果。风力发电很难满足电网的频率变化,从而增加了电网的调频难度。
3风电并网中储能技术类型
3.1机械储能
在风电并网运行的过程中,技术人员要重视对机械储能技术的利用,比如抽水储能技和飞轮储能技术等。在使用抽水储能技术的过程中,为了对风电并网系统的运行进行优化,需要对功率范围和响应时间进行控制,以保证风电并网储能效果。在应用抽水蓄能技术时,要加强对能源的管理.在采用压缩空气储能技术时,必须对风力发电的并网运行空间进行合理的控制,以保证系统运行环境的安全稳定。
3.2电磁储能
在风力发电并网运行的过程中,要强化对电磁储能技术的应用,为保证系统运行的稳定性,技术人员要对功率范围进行严格的控制,并将响应时间维持在15 min左右,对系统的运行效果进行优化,从而进一步提升运行效率。在应用超导储能技术时,为了提升系统的综合反应速度,必须配备低压穿越装置。由于超导储能技术的运行成本很高,所以在使用的时候,必须要与现实情况相结合。
3.3化学储能
在使用化学储能技术的过程中,主要是利用铅酸电池和液体电池等,在进行铅蓄电池储能作业的规程中,技术人员需要建立数学模型和物理模型,反映蓄电池发电过程,满足风电并网工作需求。在使用铅酸电池储能技术的过程中,要按照电力系统的要求,对测试对象、电压、电流等因素进行控制,防止出现故障。在使用存储技术时,对存储空间进行优化。
4风电并网中储能技术的应用建议
4.1构建储能系统和数学模型
在大规模风电并网系统中,单一储能技术不能满足容量和经济性的要求,必须将具有快速响应性能的储能系统与具有大容量储能特征的储能系统相结合,通过协同控制,构筑多元复合储能系统,从而最大限度地发挥储能技术的作用。针对不同的控制目标,对储能系统的建模需求也不尽相同,技术人员需建立相应的数学模型,而在实际工作中,采用多种类型的复合储能,则需在同一个平台上建立不同的储能模型,以实现储能技术在风电并网中的最优应用。
4.2储能系统控制策略
如何选择合适的控制策略,使储能系统最大限度地发挥其功能,并与储能容量及经济性密切相关,是储能技术研究的重要内容。风电场中的储能方式并非单一,而是呈现出多样性,可能会在同一时间、同一时间完成多种工作任务,从而加大了控制的难度。除此之外,通过使用多维复合储能系统,还能够实现多维协同控制,对风力发电的储能进行联合协同控制。
4.3优化配置储能位置和容量
由于储能系统的建造和运营费用都比较高,因此要达到预期的控制目标,就必须对储能地点进行合理的选择,以实现最小的容量。在此基础上,针对不同的工作环境,分析储能点、容量等因素对系统运行性能的影响,并结合实际情况,探讨储能点、容量等因素对系统运行性能的影响,建立普适性的数学模型。
4.4分析储能技术对于风电电力系统的影响
由于风电场的波动特性和不确定因素,使得风电场的运行计划变得更加困难,从而使风电场的预报误差增大,从而使风电场的运行成本增大。由于储能系统的引入,能够增加系统运行过程的灵活性,在未来的发展中,在电力系统运行中,将储能系统融合,逐步实现规划化运用。
5结语
总结来说,本文以风电并网工作中需要解决的问题为依据,在风电并网中将储能技术应用起来,提出了有针对性的发函措施和技术类型,并根据实际情况,确保风电并网系统运行的稳定性,使电网中的风电含量持续提升,从而进一步优化我国的能源结构。
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