飛輪隨機擾動平衡的風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，風力發(fā)電無疑是解決當前世界能源危機和環(huán)境污染問題的最有效途徑，也是當前分布式可再生能源發(fā)電中最具大規(guī)模開發(fā)條件的方式。但隨著電網(wǎng)規(guī)模的不斷擴大，風速的隨機波動性對電網(wǎng)電能質(zhì)量及可靠性的影響越來越突出，并且亟待解決。本文選擇飛輪儲能系統(tǒng)作為能量暫存的緩沖裝置，在保證風能最大利用的基礎上，對風力發(fā)電系統(tǒng)的隨機擾動進行補償，以減少風電波動對電網(wǎng)的影響。
　　首先，介紹了直驅(qū)式永磁風力發(fā)電機的結構及工作原理，建立了

2、基于四種基本風速疊加的風速模型、風力機模型、傳動系統(tǒng)模型及發(fā)電機模型，并通過仿真得到實際風速的模擬曲線以及額定風速下風力機的運行特性曲線。從提高風能利用率的角度出發(fā)，結合發(fā)電機的運行特點和工作模式，提出采用爬山法實現(xiàn)風電系統(tǒng)的最大風能跟蹤控制。
　　然后，根據(jù)飛輪儲能系統(tǒng)的工作原理和運行特點，選擇永磁無刷直流電機作為飛輪電機，建立了飛輪儲能系統(tǒng)的數(shù)學模型，并通過采用轉速、電流雙閉環(huán)控制對飛輪儲能系統(tǒng)的充、放電過程進行仿真，仿真結果

3、驗證了其良好的動態(tài)特性。
　　其次，在獨立運行的離網(wǎng)型風力發(fā)電系統(tǒng)的直流側并入飛輪儲能系統(tǒng)，通過對整個系統(tǒng)結構及工作原理的分析，對系統(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，仿真結果表明:在外界風速擾動情況下，飛輪儲能系統(tǒng)能夠?qū)︼L力發(fā)電的無序波動進行補償，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)永磁風力發(fā)電系統(tǒng)模型，并將飛輪儲能系統(tǒng)配置在雙PWM