儲(chǔ)能型永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行控制研究.pdf

1、風(fēng)力發(fā)電是可再生能源發(fā)電中解決當(dāng)前世界環(huán)境污染和能源危機(jī)問題最有效途徑之一，也是最具有大規(guī)模開發(fā)條件和商業(yè)化前景的發(fā)電方式，越來越受到世界各國(guó)的重視。由于風(fēng)速具有隨機(jī)波動(dòng)性，因此風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)功率波動(dòng)很大，這對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性及經(jīng)濟(jì)性帶來負(fù)面影響。目前，新的電網(wǎng)規(guī)則均要求并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組具有一定的低電壓穿越能力，當(dāng)電網(wǎng)發(fā)生嚴(yán)重短路故障時(shí)，并網(wǎng)風(fēng)電機(jī)組能夠不脫網(wǎng)運(yùn)行，同時(shí)可以向電網(wǎng)提供一定的無功功率。隨著我國(guó)GW級(jí)風(fēng)電場(chǎng)的建設(shè)，風(fēng)電規(guī)模的不斷增

2、大以及風(fēng)電的電網(wǎng)穿透率不斷上升，風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的波動(dòng)性給電網(wǎng)運(yùn)行帶來的不利影響亟待解決。本文以臺(tái)達(dá)電力電子科教發(fā)展計(jì)劃基金和電力系統(tǒng)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目“儲(chǔ)能型永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行控制研究”為課題背景，基于永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組，主要研究了應(yīng)用電池儲(chǔ)能提高機(jī)組的低電壓穿越能力和平滑風(fēng)力發(fā)電輸出功率，以有效改善大規(guī)模并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)的電能質(zhì)量和穩(wěn)定性。
　　 首先，根據(jù)永磁直驅(qū)風(fēng)電機(jī)組的工作原理，提出了雙PWM變流器的控制策略，設(shè)計(jì)了三

3、相電壓軟件鎖相環(huán)SPLL，并通過仿真驗(yàn)證了風(fēng)能最大功率跟蹤控制、SPLL、SVPWM控制算法和雙PWM變流器控制策略的正確性和有效性。
　　 其次，分析了VRB具有的特點(diǎn)，并根據(jù)VRB工作原理，搭建了其等效電路模型，通過仿真驗(yàn)證了其良好的充放電特性。分別對(duì)在機(jī)組直流側(cè)增加卸荷電阻和儲(chǔ)能電池兩種提高機(jī)組低電壓穿越能力的方法進(jìn)行了分析和系統(tǒng)建模，并通過仿真驗(yàn)證了這兩種控制策略的正確性。搭建了在風(fēng)電場(chǎng)出口處集中配置VRB儲(chǔ)能系統(tǒng)平滑風(fēng)

4、電場(chǎng)輸出功率的仿真模型，并通過仿真驗(yàn)證了所提出儲(chǔ)能系統(tǒng)變流器控制策略的正確性和有效性。
　　 最后，對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)進(jìn)行了硬件和軟件設(shè)計(jì)，搭建了應(yīng)用電池儲(chǔ)能平滑風(fēng)電輸出功率的小功率系統(tǒng)硬件實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了應(yīng)用電池儲(chǔ)能夠快速吞吐風(fēng)力發(fā)電輸出功率，有效平滑風(fēng)力發(fā)電輸出功率，以及所提出控制策略的正確性和有效性。
　　 本文所做的研究工作，為永磁直驅(qū)同步風(fēng)力發(fā)電機(jī)組提高低電壓穿越能力和提高并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)的電能質(zhì)量和穩(wěn)定性提供了一定