Investigación sobre la estrategia de control de regulación de frecuencia primaria de una estación de energía de almacenamiento de hidrógeno generada por el viento
Autores: Sun, Dongyang; Zheng, Wenyuan; Yu, Jixuan; Li, Ji
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Investigación sobre la estrategia de control de regulación de frecuencia primaria de una estación de energía de almacenamiento de hidrógeno generada por el viento
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Eléctrica y Electrónica
Palabras clave
Viento
Dispositivo de producción de hidrógeno
Regulación de frecuencia
Dispositivo de almacenamiento de energía
Red eléctrica
Estrategia de control
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 38
Citaciones: Sin citaciones
El acortamiento del viento y las características débiles de inercia son dos factores que limitan la permeabilidad de la energía eólica. Un dispositivo de producción de hidrógeno eléctrico consume electricidad para producir hidrógeno en condiciones de trabajo normales para resolver el problema de la renuncia al viento. Al participar en la regulación de frecuencia, sirve como un método de reducción de carga para ayudar al sistema a reconstruir un equilibrio de potencia y mejorar la permeabilidad de la energía eólica. Sin embargo, debido a sus propias características de funcionamiento, un dispositivo de producción de hidrógeno eléctrico no puede asumir el componente de alta frecuencia del comando de potencia de regulación de frecuencia; por lo tanto, se seleccionó un dispositivo de almacenamiento de energía para asumir un comando de potencia de alta frecuencia para ayudar al dispositivo de producción de hidrógeno eléctrico a completar la regulación de frecuencia del sistema. Este documento primero propone y analiza la arquitectura de una estación de almacenamiento de viento y generación de hidrógeno para producción de hidrógeno centralizada con un almacenamiento de energía distribuido, y propone el mecanismo de característica de inercia virtual y caída de la estación de almacenamiento de viento y generación de hidrógeno para simular una unidad síncrona. En segundo lugar, se selecciona una celda de electrólisis alcalina adecuada para aplicaciones de ingeniería a gran escala como objeto de investigación y se establece su modelo matemático, se analiza la correspondencia entre diferentes dispositivos de almacenamiento de energía y su cooperación en la regulación de frecuencia de la red eléctrica, y se selecciona un supercondensador. Luego se propone una estrategia de control para la estación de energía de almacenamiento de viento y generación de hidrógeno para participar en la regulación de frecuencia de la red eléctrica con una amplia escala de tiempo. Utilizando un filtro pasa bajo de primer orden, el componente de baja frecuencia del comando de potencia de regulación de frecuencia se realiza mediante la reducción de carga de un dispositivo de producción de hidrógeno eléctrico, y un componente de alta frecuencia se realiza mediante el dispositivo de almacenamiento de energía. Finalmente, la efectividad y racionalidad de la estrategia de control propuesta se verifican mediante el establecimiento del modelo de simulación de la estación de energía de almacenamiento de viento y generación de hidrógeno con diferentes estados iniciales de velocidad del viento, comparando los valores de caída de frecuencia del sistema bajo la estrategia de control cooperativo de múltiples energías propuesta y una estrategia de control de dispositivo de energía única.
Descripción
El acortamiento del viento y las características débiles de inercia son dos factores que limitan la permeabilidad de la energía eólica. Un dispositivo de producción de hidrógeno eléctrico consume electricidad para producir hidrógeno en condiciones de trabajo normales para resolver el problema de la renuncia al viento. Al participar en la regulación de frecuencia, sirve como un método de reducción de carga para ayudar al sistema a reconstruir un equilibrio de potencia y mejorar la permeabilidad de la energía eólica. Sin embargo, debido a sus propias características de funcionamiento, un dispositivo de producción de hidrógeno eléctrico no puede asumir el componente de alta frecuencia del comando de potencia de regulación de frecuencia; por lo tanto, se seleccionó un dispositivo de almacenamiento de energía para asumir un comando de potencia de alta frecuencia para ayudar al dispositivo de producción de hidrógeno eléctrico a completar la regulación de frecuencia del sistema. Este documento primero propone y analiza la arquitectura de una estación de almacenamiento de viento y generación de hidrógeno para producción de hidrógeno centralizada con un almacenamiento de energía distribuido, y propone el mecanismo de característica de inercia virtual y caída de la estación de almacenamiento de viento y generación de hidrógeno para simular una unidad síncrona. En segundo lugar, se selecciona una celda de electrólisis alcalina adecuada para aplicaciones de ingeniería a gran escala como objeto de investigación y se establece su modelo matemático, se analiza la correspondencia entre diferentes dispositivos de almacenamiento de energía y su cooperación en la regulación de frecuencia de la red eléctrica, y se selecciona un supercondensador. Luego se propone una estrategia de control para la estación de energía de almacenamiento de viento y generación de hidrógeno para participar en la regulación de frecuencia de la red eléctrica con una amplia escala de tiempo. Utilizando un filtro pasa bajo de primer orden, el componente de baja frecuencia del comando de potencia de regulación de frecuencia se realiza mediante la reducción de carga de un dispositivo de producción de hidrógeno eléctrico, y un componente de alta frecuencia se realiza mediante el dispositivo de almacenamiento de energía. Finalmente, la efectividad y racionalidad de la estrategia de control propuesta se verifican mediante el establecimiento del modelo de simulación de la estación de energía de almacenamiento de viento y generación de hidrógeno con diferentes estados iniciales de velocidad del viento, comparando los valores de caída de frecuencia del sistema bajo la estrategia de control cooperativo de múltiples energías propuesta y una estrategia de control de dispositivo de energía única.