2 仿真實驗
為驗證儲能系統(tǒng)在風電機組并網(wǎng)中發(fā)揮的作用,根據(jù)上海崇明前衛(wèi)風儲示范項目在實時數(shù)字仿真系統(tǒng)RTDS 環(huán)境下搭建了系統(tǒng)模型,系統(tǒng)仿真模型涉及風電場主要構(gòu)成部分,包括風電機組,變流器系統(tǒng),主控系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)。仿真模型中,風電機組通過變壓器升壓后與系統(tǒng)并網(wǎng),儲能系統(tǒng)并聯(lián)在一組風機的升壓變壓器低壓側(cè)。[3] 風電機組變流器組容量為2MW,儲能系統(tǒng)容量為200kW。系統(tǒng)整體仿真模型如下:
圖5 是模擬的風速下降情況下,風電機組有功功率下降10% 左右儲能系統(tǒng)根據(jù)檢測到的輸出功率降低情況迅速做出反應(yīng),向電網(wǎng)放電輸出有功,彌補由于風速變化造成的功率波動,維持電網(wǎng)側(cè)輸出功率基本恒定。
電力系統(tǒng)電壓處于時刻變化之中,儲能系統(tǒng)通過發(fā)出或者吸收無功電流可以實現(xiàn)風電機組(風電場)無功就地平衡,維持電壓穩(wěn)定,降低網(wǎng)損,提高風電設(shè)備利用率。圖6 表示如果不加儲能系統(tǒng),風電場受到擾動后電壓波形,安裝儲能系統(tǒng)后,儲能系統(tǒng)檢測到的電壓降落,最大限度地發(fā)出無功電流支撐系統(tǒng)電壓,提高電網(wǎng)的抗干擾能力(如圖7 所示)。
由于本示范項目采用的儲能系統(tǒng)容量較小,如需在更大的電壓跌落范圍內(nèi)維持電壓穩(wěn)定,需加大安裝容量。圖8 是仿真采用400kW 的儲能系統(tǒng)的后電壓波形情況,可見隨著儲能系統(tǒng)容量的加大,儲能系統(tǒng)對電壓支撐作用明顯。

3 結(jié)論
根據(jù)以上論述,利用儲能裝置來平衡間歇性負荷波動對電網(wǎng)的影響,是解決集中式新能源發(fā)電并網(wǎng)問題的根本途徑。如配置風電機組裝機容量20% 的儲能, 則能保證85% 以上情況下機組發(fā)電的平滑輸出,有效減輕電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻和無功控制的壓力,此外還可節(jié)約至少20% 的輸電、變電容量的配置,提高資產(chǎn)利用率。合適的儲能系統(tǒng)能實現(xiàn)電網(wǎng)與風電場的雙贏。在電力市場環(huán)境下,風電的競爭力較差,采用儲能系統(tǒng)配合風電機組運行,能夠?qū)崿F(xiàn)風電效益最大化。
參考文獻
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[3] 胡春雨, 陳強, 李武峰, 余英. 大容量電池儲能技術(shù)在風電中的應(yīng)用// 第十三屆中國科協(xié)年會第15 分會場—大規(guī)模儲能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用研討會論文集.