基於垂降控制之電池儲能系統虛擬慣量控制策略

Abstract

由於大量再生能源佔比下的電力系統存在著慣量不足的問題，故本論文主要目的為建設一基於垂降控制之虛擬慣量控制策略的併網型電池儲能系統，在系統發生事故或干擾時，電氣上能夠模仿傳統同步機的慣性行為，即時的放電或充電，避免頻率產生過大的變化，導致低頻卸載，造成停電。 首先介紹了電力系統中頻率控制機制，說明系統發生擾動時是如何將頻率控制在適當的範圍。並概述了不同電池的優缺點，且介紹了電池儲能系統的硬體架構以及在電力系統中的各種應用。 接著推導了電池儲能系統中電壓源轉換器的數學模型，得到一電流電壓控制迴路，接著由垂降控制產生一相角命令，產生一六臂開關信號來控制轉換器，達到虛擬慣量的效果。 最後利用Matlab/Simulink軟體進行模擬，將建設好的電池儲能系統與一簡化版台灣電力系統模型連接，模擬了電池的充放電功能並將系統加載、減載，比較與沒有電池儲能系統下的頻率響應，驗證所提出垂降控制之可行性與有效性。