火电机组调频中储能系统建模与控制策略的研究

简介：
本研究聚焦于火电机组运行中的频率调节问题，探讨并建立储能系统的数学模型及其优化控制策略，以提高电力系统的稳定性和响应速度。 全球能源互联网的概念得到了广泛认同，旨在通过清洁能源替代化石燃料，并逐步实现以清洁能源为主导、化石燃料为辅助的新型能源结构。然而，风电与太阳能发电这类可再生能源由于其输出功率具有波动性和随机性，在大规模并网时可能引发电网频率稳定性问题。特别是在中国“三北”地区，用于调节电力系统频率的主要手段是火电机组，但这些机组在调频能力和效率方面存在不足。 相比之下，新兴的储能技术具备快速且精确调整功率的能力，能够辅助火电机组更好地参与电网调频过程，并有效提升和改善系统的整体频率响应能力。本段落首先探讨了传统火电机组的一次与二次调频机制以及大规模储能在物理结构及运行控制上的特点；利用PSCAD/EMTDC仿真软件建立了详细的动态模型，包括DEH调节器、汽轮机系统、CCS协调控制系统和锅炉等组件，并在此基础上构建了一套适用于理论分析的简化模型。此外还设计了储能系统的具体电路模块——如能量储存单元、VSC有源逆变器以及直流-直流双向转换装置。 结合火电机组与储能在实际操作中的特性，本段落提出了一个分层控制架构下的协调策略方案：该系统能够使储能技术有效地支持传统发电机组完成一次和二次频率调节任务。