含儲(chǔ)能的直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電MPPT及功率平滑控制.pdf

1、能源危機(jī)與環(huán)境污染使人們更加注重新能源的開發(fā)、利用，風(fēng)能以其儲(chǔ)量豐富、應(yīng)用技術(shù)成熟的優(yōu)勢(shì)越來越受到各國的青睞。但風(fēng)電功率隨機(jī)性、波動(dòng)性大，對(duì)用電設(shè)備或電網(wǎng)危害較大，嚴(yán)重限制了風(fēng)電的進(jìn)一步推廣，因此提高風(fēng)力發(fā)電的電能質(zhì)量是亟待解決的重要問題。加入儲(chǔ)能系統(tǒng)，通過其協(xié)調(diào)控制進(jìn)而改善風(fēng)電電能質(zhì)量，是目前人們提出最有效的解決辦法。而單一的儲(chǔ)能元件往往不能同時(shí)滿足功率密度、能量密度、響應(yīng)速度等多方面的要求，故有學(xué)者提出由兩種或兩種以上不同特性的儲(chǔ)能

2、元件組成的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)來進(jìn)行風(fēng)電功率的平滑控制，本文主要研究基于蓄電池-超級(jí)電容混合儲(chǔ)能的直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)功率控制策略。
　　首先分析了直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的工作原理并建立了其數(shù)學(xué)和電路模型，深入研究了永磁同步電機(jī)(PMSG)基于轉(zhuǎn)子磁場定向的矢量控制，并采用功率信號(hào)反饋法(PSF)對(duì)直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行最大功率跟蹤(MPPT)控制，實(shí)現(xiàn)了風(fēng)力機(jī)始終隨風(fēng)速變化而捕獲環(huán)境中最大風(fēng)能的控制要求。
　　其次，重點(diǎn)討論了蓄電池-超級(jí)電容

3、混合儲(chǔ)能控制策略，本文通過一階濾波器將因風(fēng)速變化而產(chǎn)生的波動(dòng)功率分為低、高頻兩部分，并分別由蓄電池和超級(jí)電容進(jìn)行補(bǔ)償，從而在實(shí)現(xiàn)功率平滑控制的同時(shí)充分利用了兩種儲(chǔ)能元件的特性。研究了濾波器轉(zhuǎn)折頻率的選取對(duì)功率平滑控制效果的影響，并提出了合理的轉(zhuǎn)折頻率選取辦法。此外，采用電壓預(yù)先控制對(duì)超級(jí)電容端電壓進(jìn)行限值管理。
　　最后，在理論分析和仿真驗(yàn)證的基礎(chǔ)上，對(duì)含儲(chǔ)能的直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)樣機(jī)的搭建和測試。采用兩塊數(shù)字信號(hào)處理器TM