趙愛云，陳 寬

（1.青島大學 自動化與電氣工程學院，山東 青島266071；2.山東龍源風力發(fā)電有限公司，山東 臨沂276700）

0 引 言

大規(guī)模風電并網降低了電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，其不可預測性也會降低電能質量。儲能技術可以有效改善風電場有功功率的波動性，達到快速調頻的目的。本文提出在風電場配置儲能電池實現風儲聯合系統(tǒng)參與電網調頻的控制策略，有助于電網長期規(guī)劃和有效調度，減小風電單獨運行時給電力系統(tǒng)帶來的頻率波動。

1 風電－儲能系統(tǒng)模型

風電場單獨運行時其調頻能力和改善有功出力的能力較弱。因此，本文提出電池儲能與風電協(xié)調出力運行調頻。風儲聯合系統(tǒng)結構圖如圖1所示。

圖1 風儲聯合系統(tǒng)結構圖

2 風電－儲能系統(tǒng)調頻方法

圖2為儲能系統(tǒng)協(xié)調風力機進行調頻的控制策略結構圖。其原理是設計比例－積分－微分（PID）控制器，對頻率變化率進行控制，輸入到風儲聯合系統(tǒng)中去，進而控制其有功出力大小。

圖2 儲能系統(tǒng)協(xié)調風機調頻控制結構圖

3 仿真分析

基于上述PID控制策略，在Matlab／Simulink中建立仿真系統(tǒng)如圖3所示。風電場與儲能裝置并聯安裝在升壓變壓器（66 kV／220 kV）一端，同步發(fā)電機安裝在另一端，共同接入母線，共同給負荷供電。

圖3 仿真結構圖

在6 s時給系統(tǒng)突然增加60 MW負荷，仿真結果如圖4、圖5所示。

圖4 增加60 MW負荷的系統(tǒng)頻率響應

圖5 儲能裝置有功功率輸出

圖4 為風電場單獨運行和配置儲能的系統(tǒng)響應曲線，風電場單獨運行時系統(tǒng)頻率下降到48.4 Hz，同等負荷時配置儲能電池的風儲聯合系統(tǒng)頻率下降到48.7 Hz，頻率下降幅度減小，說明風儲聯合系統(tǒng)可以靈敏改進頻率波動。圖5為儲能系統(tǒng)發(fā)出有功功率，說明儲能系統(tǒng)可以通過調節(jié)有功進行有效調頻。

4 結 論

本文所提的風儲聯合系統(tǒng)控制策略能夠對頻率波動起到一定的阻尼作用，有效補償風電場單獨運行時的頻率波動，有效跟蹤系統(tǒng)頻率變化并且靈敏反應，明顯改善系統(tǒng)有功波動，電網的長期穩(wěn)定性和經濟適應性得到保障。