飛輪電池用于提升直驅(qū)式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)性能的研究.pdf

1、風(fēng)電并網(wǎng)規(guī)模的增加使得其對電網(wǎng)的影響越來越大，所以希望風(fēng)電場擁有與常規(guī)電場一樣的運行能力。一方面需緩解風(fēng)電功率波動以提高電能質(zhì)量，另一方面風(fēng)電機(jī)組應(yīng)能在電網(wǎng)故障條件下幸存。本研究主要內(nèi)容包括：
　?、磐ㄟ^研究風(fēng)力機(jī)和永磁同步發(fā)電機(jī)各自的特性和運行機(jī)理，在matlab的simulink工具箱下建立了包括風(fēng)力機(jī)模型、永磁同步發(fā)電機(jī)模型、飛輪電池模型、變流器件模型、控制系統(tǒng)模型及相應(yīng)的傳動系統(tǒng)模型在內(nèi)的 D-PMSWG系統(tǒng)的仿真模型。為

2、實現(xiàn)對PMSG的控制，對于機(jī)側(cè)整流及網(wǎng)側(cè)逆變裝置本文采用了SVPWM控制策略；針對機(jī)側(cè)最大風(fēng)能捕捉的目標(biāo)制定了機(jī)側(cè)的電流內(nèi)環(huán)、功率外環(huán)控制策略；針對網(wǎng)側(cè)根據(jù)電網(wǎng)需求調(diào)整輸入電網(wǎng)無功功率的目標(biāo)制定了網(wǎng)側(cè)的電流內(nèi)環(huán)、直流側(cè)電壓外環(huán)的控制策略；針對飛輪電池需通過頻繁地充、放電維持直流側(cè)電壓穩(wěn)定的目的制定了飛輪電池的轉(zhuǎn)矩電流內(nèi)環(huán)、直流電壓外環(huán)控制策略。
　　⑵在simulink環(huán)境下使用即定控制策略及系統(tǒng)仿真模型，在給定風(fēng)速對模型進(jìn)行了最

3、大風(fēng)能跟蹤的仿真驗證，結(jié)果證明使用既定控制策略能快速實現(xiàn)風(fēng)能跟蹤，證明控制策略的靈活性。
　?、轻槍μ囟l率段的功率波動會引起系統(tǒng)頻率偏離的特性，對風(fēng)力發(fā)電功率進(jìn)行了平抑分析。通過建立風(fēng)電功率波動的評價指標(biāo)及飛輪電池容量的計算函數(shù)，在matlab環(huán)境下使用切比雪夫逼近法構(gòu)造了二階高通濾波器，以實例驗證了飛輪電池對風(fēng)力發(fā)電功率的平抑效果并得到了所需飛輪電池容量。
　?、葹轵炞C飛輪電池的加入對提升系統(tǒng)LVRT性能的影響，制定了電

4、網(wǎng)電壓三相對稱降落情況下控制策略：為使風(fēng)電場順利穿越電網(wǎng)電壓跌落的故障狀態(tài)，在機(jī)側(cè)通過減少風(fēng)力發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)矩電流分量指令值的方式減少風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸出功率，同時通過增大飛輪電機(jī)轉(zhuǎn)矩電流分量的方式使飛輪電池儲存大量電能；在網(wǎng)側(cè)通過限制有功功率指令值的方式減小網(wǎng)側(cè)變流器的有功負(fù)荷，使其能傳輸大量無功功率，為電網(wǎng)電壓的恢復(fù)提供無功支持。并進(jìn)行了基于已定控制策略的加入飛輪電池前后仿真結(jié)果對比，結(jié)果證明飛輪電池加入后直流側(cè)電壓波動減小，提升了系統(tǒng)的LVR