利用飞轮储能改善电力系统自动发电控制性能研究.pdf

飞轮储能技术在电力系统自动发电控制中的应用 在现代电力系统中，确保电网的稳定运行是至关重要的。电网稳定性的一个关键指标是频率的稳定性，它反映了发电与负荷之间的平衡。为了维持这种平衡，电力系统自动发电控制（AGC）扮演着不可或缺的角色。然而，AGC系统的动态性能常常受限于发电机的非线性特性，例如发电率的约束和调速器的死区，这可能导致调节速度慢和响应不及时，进而影响电网的稳定性。为了解决这些问题，飞轮储能系统（FESS）作为一种新兴的储能技术，被提出并应用到电力系统中以改善AGC的性能。 飞轮储能系统是一种基于机械储能原理的装置，其核心部件为高速旋转的飞轮。通过电能和机械能之间的转换，飞轮储能系统能够快速响应电力系统中功率的需求变化。飞轮储能的优势在于其出色的动态性能，如毫秒级的响应时间、高循环效率和较长的寿命，特别是在需要短时间内释放和存储大量电能的应用场景中具有显著优势。 将飞轮储能系统应用于AGC，可以显著减少传统发电机组在频率调节过程中遇到的问题。研究提出的方法通过在AGC中集成飞轮储能，减少了发电机组的非线性特性对频率稳定的影响。在MATLAB/Simulink仿真平台上构建的两区域AGC模型验证了这一方法的有效性。仿真结果表明，当飞轮储能系统作为辅助控制单元加入时，其能够基于电网实时的频率变化迅速调整输出功率，有效地补充或吸收电网中的功率波动。此外，飞轮储能还能缓解发电机组调速器的死区问题，使发电机组能更快响应电网指令，提高频率调节的精度和速度。 研究还指出，在AGC系统中应用飞轮储能技术，不仅可以提升频率稳定性，还能提高电网的经济性和可靠性。与其他快速储能技术相比，如蓄电池和超导磁储能，飞轮储能在响应速度和储能时间上都具有一定的优势。特别是在最大储能周期为10分钟的情况下，飞轮储能系统的经济性更佳。 随着全球电力系统的快速发展，对储能技术的需求不断增长。飞轮储能技术的应用为电力系统提供了一种高效的动态响应手段，有助于提升整个系统的稳定性和可靠性。在未来电力系统的发展中，结合先进的控制策略和储能技术，如飞轮储能，将是优化电网性能、应对可再生能源波动以及保障电力供应安全的重要途径。 利用飞轮储能技术改善电力系统AGC性能的研究具有重大的理论意义和实用价值。这一技术的发展与应用，不仅能够优化现有的电力系统控制结构，还能为新型智能电网的建设提供技术支撑。随着飞轮储能技术的持续发展和成本的进一步降低，预计该技术将在电力系统中得到更广泛的应用，为全球电力行业的可持续发展作出贡献。