北卡罗来纳州立大学和约翰霍普金斯大学的研究人员发现,增加风力发电的使用会使电网更加脆弱,容易受到干扰。但是研究人员不仅仅确定了这个问题 - 他们还设计了一种协调风力发电和储能的技术,以尽量减少这种电力中断的可能性。
通常,在干扰之后,流过电网传输线的功率遭受小的“振荡”或与标准的偏差。通常,通过发电机内的控制器来减轻这些振荡。然而,如果控制不够强,则振荡可能“持续”,降低功率传输效率并对电网的稳定性构成威胁。如果不能正确控制,这些振荡甚至可能导致大范围停电 - 例如1996年大停电袭击美国西海岸
研究人员发现,在某些情况下,风力发电机会使这些振荡变得更糟。这是因为风电场不稳定地产生电力。毕竟,风电场产生的电量取决于风的吹风程度。此外,这些振荡的性质很大程度上取决于风电场在电网中的位置。
“为了解决这个问题,我们设计了一种技术,协调风力发电机和电池管理系统内控制器的活动,以平衡从风电场到电网的电力流动,”Aranya Chakrabortty博士说。北卡罗来纳州的电气工程和描述该工作的论文的高级作者。
具体而言,研究团队开发了几种算法,以匹配风电场和储能设施之间的控制工作。如果风电场的功率输出增加,则可以吸收剩余电量以对存储设施处的电池充电,而不是直接倾倒到电网上。同样,如果风电场的输出功率下降,电池可以补偿损耗并为电网提供电力。
“通过匹配两个控制器的行为,我们可以对功率流产生所需的阻尼效应,并恢复稳定的电网行为,”Chakrabortty说。
这个问题特别重要,因为风能是增长最快的可再生能源之一。在美国,政府要求加快风电场装置的快速增长,并且到2020年通过风力发电提供20%的国家电力需求。
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