飛輪隨機(jī)擾動(dòng)平衡的風(fēng)能最大利用控制策略研究.pdf

1、在可再生能源發(fā)電產(chǎn)業(yè)中，風(fēng)力發(fā)電無(wú)疑是解決當(dāng)前世界能源危機(jī)和環(huán)境污染問(wèn)題的最有效途徑，也是當(dāng)前分布式可再生能源發(fā)電中最具大規(guī)模開(kāi)發(fā)條件的方式。但隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，風(fēng)速的隨機(jī)波動(dòng)性對(duì)電網(wǎng)電能質(zhì)量及可靠性的影響越來(lái)越突出，并且亟待解決。本文選擇飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)作為能量暫存的緩沖裝置，在保證風(fēng)能最大利用的基礎(chǔ)上，對(duì)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的隨機(jī)擾動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，以減少風(fēng)電波動(dòng)對(duì)電網(wǎng)的影響。
　　首先，介紹了直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理，建立了

2、基于四種基本風(fēng)速疊加的風(fēng)速模型、風(fēng)力機(jī)模型、傳動(dòng)系統(tǒng)模型及發(fā)電機(jī)模型，并通過(guò)仿真得到實(shí)際風(fēng)速的模擬曲線以及額定風(fēng)速下風(fēng)力機(jī)的運(yùn)行特性曲線。從提高風(fēng)能利用率的角度出發(fā)，結(jié)合發(fā)電機(jī)的運(yùn)行特點(diǎn)和工作模式，提出采用爬山法實(shí)現(xiàn)風(fēng)電系統(tǒng)的最大風(fēng)能跟蹤控制。
　　然后，根據(jù)飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的工作原理和運(yùn)行特點(diǎn)，選擇永磁無(wú)刷直流電機(jī)作為飛輪電機(jī)，建立了飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并通過(guò)采用轉(zhuǎn)速、電流雙閉環(huán)控制對(duì)飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的充、放電過(guò)程進(jìn)行仿真，仿真結(jié)果

3、驗(yàn)證了其良好的動(dòng)態(tài)特性。
　　其次，在獨(dú)立運(yùn)行的離網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的直流側(cè)并入飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)，通過(guò)對(duì)整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及工作原理的分析，對(duì)系統(tǒng)各部分分別采用直流環(huán)節(jié)電壓控制、單位功率因數(shù)控制，并基于以上兩種控制策略建立仿真模型，仿真結(jié)果表明:在外界風(fēng)速擾動(dòng)情況下，飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠?qū)︼L(fēng)力發(fā)電的無(wú)序波動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償，有效提高輸出電能的質(zhì)量。
　　最后，建立了采用雙PWM控制策略的并網(wǎng)型直驅(qū)永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)模型，并將飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)配置在雙PWM