飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)提高配電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定控制策略研究.pdf

1、本論文受重慶市自然科學(xué)基金（CSTC2009BB6190）和輸配電裝備及系統(tǒng)安全與新技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室自主研究項(xiàng)目（2007DA10512709208）的資助。
　　分布式發(fā)電（Distributed Generation，DG）由于具有污染少、能源利用效率高、安裝地點(diǎn)靈活等多方面優(yōu)點(diǎn)得以快速發(fā)展，由于分布式發(fā)電具有諸多優(yōu)點(diǎn)，配電網(wǎng)中開(kāi)始接入分布式發(fā)電機(jī)，這些小型或微型的DG包括同步發(fā)電機(jī)（Synchronous Generato

2、r，SG）、感應(yīng)發(fā)電機(jī)（Induction Generator，IG）和經(jīng)過(guò)電力電子接口的電源。DG的接入改變了配電網(wǎng)只是單純從主網(wǎng)接收和消耗電能的方式，但可能會(huì)影響配電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。就地動(dòng)態(tài)補(bǔ)償或儲(chǔ)能設(shè)備的利用能有效改善含DG配電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)（Flywheel Energy Storage System，F(xiàn)ESS）因具有較長(zhǎng)的使用壽命、較高的環(huán)境友好性和較低的單位儲(chǔ)能成本等優(yōu)勢(shì)成為當(dāng)下極具實(shí)用前途的一種儲(chǔ)能技術(shù)。本文

3、在FESS及變流器和控制模型的基礎(chǔ)上，研究了FESS對(duì)含IG和SG的配電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性提高的作用，提出了FESS的控制策略。論文主要內(nèi)容如下：
　　①探討了FESS的現(xiàn)狀和優(yōu)勢(shì)，分析了DG接入配電網(wǎng)后的影響及配電網(wǎng)中存在的暫態(tài)穩(wěn)定性問(wèn)題，研究了目前采用的提高配電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性的措施及不足，論證了采用FESS提高配電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定的可行性。
　?、谘芯苛薋ESS的特性，建立了飛輪及儲(chǔ)能電機(jī)的五階數(shù)學(xué)模型。選擇感應(yīng)電機(jī)作為飛輪的儲(chǔ)能電機(jī)

4、，將飛輪等效為感應(yīng)電機(jī)的附加轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；通過(guò)坐標(biāo)變換，將三相靜止坐標(biāo)系中多變量、高階、非線性和強(qiáng)耦合的儲(chǔ)能電機(jī)模型在dq同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中簡(jiǎn)化，得到了同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中的五階數(shù)學(xué)模型。
　?、鄯治隽薙G和IG的暫態(tài)穩(wěn)定特性，從提高配電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性的角度，提出了FESS雙向PWM變流器的控制策略。電機(jī)側(cè)變流器采用磁場(chǎng)定向控制策略，該策略對(duì)電網(wǎng)電壓波動(dòng)具有更好的魯棒性，并且易于實(shí)現(xiàn)；電網(wǎng)側(cè)變流器采用串級(jí)控制方案，獨(dú)立控制有功和無(wú)功。