用于风电机组并网功率控制的飞轮储能系统研究与-重庆理工大学学报.pdf

第２６卷　第１１期 重 庆 理 工 大 学 学报（自然科学） ２０１２年１１月 Ｖｏｌ．２６　　Ｎｏ．１１ ＪｏｕｒｎａｌｏｆＣｈｏｎｇｑｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅ） Ｎｏｖ．２０１２  ｄｏｉ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８４２５（ｚ）．２０１２．１１．０２１ 用于风电机组并网功率控制的飞轮储能系统 研究与仿真 １ １ １ ２ １ 张　海 ，梅柏杉 ，崔　韬 ，魏春雪 ，陈志华 （１．上海电力学院 电力与自动化工程学院，上海　２０００９０； ２．山东省阳信电力供电公司 电力调度控制中心，山东 滨州　２５１８００） 摘　　　要：风速的随机性会引起风电机组并网输出有功功率波动，影响电能质量和系统稳定 性。针对这种情况，提出一种利用飞轮储能系统来平滑风电机组的并网功率波动的方案。选用 无刷直流电机作为飞轮的驱动电机，在分析其基本工作原理及数学模型的基础上，结合风电场 功率控制要求，设计了飞轮控制系统的转速电流双闭环调速方案，并在 Ｍａｔｌａｂ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ中建立 了飞轮储能系统并联在永磁直驱风电系统双ＰＷＭ变流器直流侧进行功率控制的仿真模型。仿 真结果验证了飞轮储能控制系统的正确性和功率平滑方案的有效性。 关　键　词：永磁直驱风电机组；并网功率平滑控制；飞轮储能系统；无刷直流电机 中图分类号：ＴＭ７１４　　　　文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４－８４２５（２０１２）１１－０１０４－０５ ＲｅｓｅａｒｃｈａｎｄＳｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆＦｌｙｗｈｅｅｌＥｎｅｒｇｙＳｔｏｒａｇｅＳｙｓｔｅｍｆｏｒ ＧｒｉｄｓｉｄｅＰｏｗｅｒＣｏｎｔｒｏｌｏｆｔｈｅＷｉｎｄＴｕｒｂｉｎｅＳｙｓｔｅｍ １ １ １ ２ １ ＺＨＡＮＧＨａｉ，ＭＥＩＢａｉｓｈａｎ，ＣＵＩＴａｏ，ＷＥＩＣｈｕｎｘｕｅ，ＣＨＥＮＺｈｉｈｕａ （１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＰｏｗｅｒａｎｄＡｕｔｏｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｇｈａｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃｐｏｗｅｒ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００９０，Ｃｈｉｎａ； ２．ＳｈａｎｄｏｎｇＹａｎｇｘｉｎＰｏｗｅｒＳｕｐｐｌｙＣｏｍｐａｎｙ，ＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＤｉｓｐａｔｃｈｉｎｇＣｏｎｔｒｏｌＣｅｎｔｅｒ，Ｂｉｎｚｈｏｕ２５１８００，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｒａｎｄｏｍｎｅｓｓｏｆｗｉｎｄｓｐｅｅｄｗｉｌｌｃａｕｓｅａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｇｒｉｄｓｉｄｅｏｆｗｉｎｄ ｔｕｒｂｉｎｅ，ｗｈｉｃｈｗｉｌｌａｆｆｅｃｔｔｈｅｐｏｗｅｒｑｕａｌｉｔｙａｎｄｓｙｓｔｅｍｓｔａｂｉｌｉｔｙ．Ａｓｏｌｕｔｉｏｎａｄｏｐｔｉｎｇｆｌｙｗｈｅｅｌｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅｓｙｓｔｅｍｓｔｏｓｍｏｏｔｈｐｏｗｅｒｆｌｕｃｔｕａｔｉｏｎｓｉｎｔｈｅｗｉｎｄｔｕｒｂｉｎｅ’ｓｇｒｉｄｓｉｄｅｗａｓｐｒｅｓｅｎｔｅｄｉｎｔｈｉｓｐａ ｐｅｒ．ＡｂｒｕｓｈｌｅｓｓＤＣｍｏｔｏｒｗａｓｓｅｌｅｃｔｅｄａｓｆｌｙｗｈｅｅｌｄｒｉｖｅｍｏｔｏｒｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ｂａｓｅｄｏｎｔｈｅａｎａｌｙｓｉｓｏｆ ｔｈｅｂａｓｉｃｐｒｉｎｃｉｐｌｅｓａｎｄｔｈｅｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌｍｏｄｅｌ，ａｎｄｔａｋｉｎｇｉｎｔｏａｃｃｏｕｎｔｔｈｅｗｉｎｄｆａｒｍ’ｓｐｏｗｅｒｃｏｎ ｔｒｏｌｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ，ｔｈｅｆｌｙｗｈｅｅｌｄｏｕｂｌｅｌｏｏｐｓｐｅｅｄｃｏｎｔｒｏｌｓｙｓｔｅｍｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄ；Ａｎｄｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌ ｏｆａｄｏｐｔｉｎｇｆｌｙｗｈｅｅｌｅｎｅｒｇｙｓｔｏｒａｇｅｓｙｓｔｅｍｉｎｔｈｅＡＣＤＣＤＣｃｏｎｖｅｒｔ