可变速抽水蓄能电站的建模与控制的任务书.docx

可变速抽水蓄能电站的建模与控制的任务书
一、任务背景
随着全球能源需求的不断增长，越来越多的可再生能源资源被广泛利用，特别是太阳能和风能。然而，这些可再生能源在其可用性方面存在严格的不确定性和间歇性，这限制了它们在电力网络中的可靠性和可持续性。抽水蓄能电站是电力系统中最常用的大型储能设施之一，可在电力供求之间实现更平衡的能源管理，提高电力系统的质量和可靠性。同时，可变速抽水蓄能电站由于其转子控制可以通过电力电子实现，可提高转子运行效率和切换速度，这使得它们被认为是配合可再生能源的理想方案。
因此，本任务将聚焦于可变速抽水蓄能电站的建模与控制，为减轻可再生能源与电网间的矛盾，改善电力系统的稳定流动提供技术支持。
二、任务目标
本任务的目标是建立可变速抽水蓄能电站的建模与控制系统，使其能够稳定工作并与电力系统有效交互。主要目标包括：
1.从头开始建立可变转速的水泵蓄能和逆变器传动的抽水蓄能电站模型。
2.设计可持续的、基于控制理论的高效电力转换和稳态工作控制策略，以确保抽水蓄能电站的安全可靠运行。
3.基于Matlab/Simulink平台开发控制算法原型，并进行仿真验证。
4.通过实验验证设计的控制方案的准确性和有效性，保证其在实际应用中的可行性。
三、任务内容
为达成上述任务目标，本任务将围绕以下内容展开：
1.可变速抽水蓄能电站的建模：建立电站的数学模型，包括机电转换子系统、水力转换子系统和电气转换子系统，以及各子系统之间的相互作用。其中，考虑到电站所必须满足的控制要求、性能参数等因素。
2.建立电站的控制策略：使用传统的PID控制器设计不同的控制回路，以实现对电站各子系统的精确控制。建立电站的稳态控制系统，使其能够实现从发电到负载承载的连续无缝切换。
3.基于Matlab/Simulink平台设计仿真：使用Matlab/Simulink编辑器为控制器编写仿真算法，以验证控制算法在各种工况下的有效性和实用性。
4.实验验证：搭建可变速抽水蓄能电站的实验平台，按照不同的实验方案进行实验，以验证仿真结果的准确性和可行性。
四、预期成果
本任务完成后，预期将得到以下成果：
1.可变速抽水蓄能电站的数学模型与控制系统。
2.建立的控制策略，包括高效的电力转换和稳态工作控制策略。
3.所开发的Matlab/Simulink平台仿真系统，验证控制算法的有效性。
4.实验结果和仿真结果的比较，以及实验结果的分析和总结。
五、参考文献
1.彭文,张涛,刘兰,等.可变转速抽水蓄能电站的研究[J].电工电气,2018,35(13):123-127.
2.王珍.面向可再生能源电力系统的抽水蓄能电站响应频率偏差的研究[D].大连海事大学,2020.
3.WuJ,HuF,TaoR.抽水蓄能电站群直接调度的模型和算法[J].中国电机工程学报,2015,35(11):2779-2788.
4.经馨,许俊化.变频驱动技术在抽水蓄能电站中的应用研究与展望[J].中国电机工程学报,2015,35(19):4907-4916.