1、儲(chǔ)能系統(tǒng)具有對(duì)功率和能量的時(shí)間遷移能力，不僅能夠提高電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性、可靠性和靈活性，而且能夠?yàn)榭稍偕茉窗l(fā)電大規(guī)模并網(wǎng)提供一種有效途徑，因此，儲(chǔ)能技術(shù)必將在未來電力系統(tǒng)中占有重要地位。目前，關(guān)于儲(chǔ)能控制方面的研究多是針對(duì)單個(gè)裝置單一目標(biāo)，但在實(shí)際應(yīng)用中，儲(chǔ)能與現(xiàn)有電力穩(wěn)控裝置之間、不同儲(chǔ)能元件之間的協(xié)調(diào)控制更是亟待解決的難題，具有重要的理論意義和工程應(yīng)用價(jià)值。本論文在國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（基于儲(chǔ)能技術(shù)的新型電力系統(tǒng)安全運(yùn)行基礎(chǔ)理

2、論與方法研究，50937002）的資助下，著重針對(duì)儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中的協(xié)調(diào)控制展開深入研究。本研究主要內(nèi)容包括：
　　⑴針對(duì)含有儲(chǔ)能的單機(jī)無窮大系統(tǒng)，提出了采用自適應(yīng)無源方法對(duì)儲(chǔ)能與發(fā)電機(jī)勵(lì)磁協(xié)調(diào)控制。分析儲(chǔ)能的接入對(duì)電力系統(tǒng)功角特性的影響，在此基礎(chǔ)上，建立發(fā)電機(jī)-儲(chǔ)能聯(lián)合數(shù)學(xué)模型?？紤]發(fā)電機(jī)阻尼系數(shù)的不確定性，由自適應(yīng)反步法設(shè)計(jì)儲(chǔ)能的有功和無功控制器，由協(xié)調(diào)無源性方法設(shè)計(jì)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的控制器，使得整個(gè)閉環(huán)系統(tǒng)達(dá)到反饋無源。該協(xié)調(diào)控制

3、器充分利用了系統(tǒng)的非線性特性，并對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的變化具有魯棒性。通過仿真，證明設(shè)計(jì)思想的正確性和控制方法的有效性。
　?、茖⒒谀芰康目刂破髟O(shè)計(jì)方法進(jìn)一步推廣到含有儲(chǔ)能的多機(jī)電力系統(tǒng)，提出了基于Hamilton函數(shù)的儲(chǔ)能與發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的自適應(yīng)協(xié)調(diào)控制器設(shè)計(jì)。在計(jì)及各個(gè)單機(jī)之間的相互作用、發(fā)電機(jī)與儲(chǔ)能之間的耦合影響的基礎(chǔ)上，建立了含m臺(tái)儲(chǔ)能裝置的n機(jī)系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型，然后通過設(shè)置預(yù)反饋將模型表示為廣義Hamilton形式?？紤]發(fā)電機(jī)阻尼系數(shù)的

4、不確定性、系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的變化以及儲(chǔ)能裝置參數(shù)的改變，引入自適應(yīng)機(jī)制，設(shè)計(jì)了儲(chǔ)能與發(fā)電機(jī)勵(lì)磁的協(xié)調(diào)控制器。仿真結(jié)果表明，文中所提控制器具有很強(qiáng)的魯棒性，并且能夠顯著地提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性。
　?、怯捎谀壳皟?chǔ)能技術(shù)水平有限，單一儲(chǔ)能往往難以滿足現(xiàn)代電網(wǎng)的多重需求，發(fā)展多元復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)是在技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上較為可行的解決方案。不同儲(chǔ)能元件之間如何協(xié)調(diào)控制，充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)，是多元復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用的關(guān)鍵問題。本文針對(duì)風(fēng)電場(chǎng)輸出功率隨機(jī)波動(dòng)

5、的問題，提出采用超導(dǎo)磁儲(chǔ)能（SMES）-蓄電池復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)時(shí)平抑風(fēng)電場(chǎng)功率波動(dòng)，實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場(chǎng)出力的平穩(wěn)可控。建立該復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和數(shù)學(xué)模型，并重點(diǎn)研究其協(xié)調(diào)控制策略。設(shè)計(jì)了復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)的分層控制器----裝置層和系統(tǒng)層，裝置層控制器是根據(jù)系統(tǒng)層下達(dá)的功率需求指令，精確控制各變流器開關(guān)器件的動(dòng)作；系統(tǒng)層控制器，提出了基于遺傳算法優(yōu)化的復(fù)合儲(chǔ)能模糊控制新方法，根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)實(shí)時(shí)功率、目標(biāo)調(diào)控功率和各儲(chǔ)能裝置的荷電狀態(tài)（SoC），在SME

6、S和蓄電池之間合理分配功率偏差。通過仿真，證明本文所提復(fù)合儲(chǔ)能系統(tǒng)及其協(xié)調(diào)控制策略的可行、有效，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)不同儲(chǔ)能元件的特點(diǎn)互補(bǔ)，而且能夠提高風(fēng)電出力質(zhì)量，提高風(fēng)電并網(wǎng)能力。
　　⑷由于儲(chǔ)能裝置的容量會(huì)影響儲(chǔ)能控制器的控制特性，本文還將嘗試研究如何優(yōu)化配置儲(chǔ)能，在保證系統(tǒng)需求的前提下，確定儲(chǔ)能裝置的最優(yōu)容量。針對(duì)多機(jī)系統(tǒng)中多點(diǎn)分布的復(fù)合儲(chǔ)能裝置，提出了一種容量?jī)?yōu)化配置方法。建立含有儲(chǔ)能的多機(jī)電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)保持模型，并采用模糊控制