應用于風力發(fā)電機組的飛輪儲能系統(tǒng)建模與仿真研究.pdf

1、隨著化石能源危機、大氣污染等問題的日益突出，近年來世界范圍內(nèi)新能源發(fā)展十分迅猛。風力資源較為豐富且風電在價格、表現(xiàn)以及可靠性上日益具有競爭力，風電已逐漸占據(jù)全球新能源發(fā)電的主要市場。由于風速具有隨機性和間歇性等特征，導致風機出力不平穩(wěn)，因此無論對小型獨立風電系統(tǒng)還是大型并網(wǎng)型風電機組，應用儲能裝置對確保負載安全工作、提高供電質(zhì)量都具有不可或缺的重要作用。相比化學電池蓄能、抽水儲能、超級電容儲能等，飛輪儲能具有儲能密度大、使用壽命長、對環(huán)

2、境要求低及維護成本低等優(yōu)點。本文針對飛輪儲能系統(tǒng)及其在風力發(fā)電系統(tǒng)應用特性開展建模和仿真研究，選題具有較好的現(xiàn)實意義。
　　本文在論述風力發(fā)電系統(tǒng)和飛輪儲能系統(tǒng)原理和有關數(shù)學模型的基礎上，給出了應用于風力發(fā)電系統(tǒng)中的飛輪儲能系統(tǒng)整體拓撲結構；在MATLAB/Simulink環(huán)境下分別建立了風電發(fā)電系統(tǒng)和飛輪儲能系統(tǒng)的仿真模型；將飛輪儲能裝置應用于獨立型風力系統(tǒng)和并網(wǎng)型風力系統(tǒng)，針對兩種情況分別進行仿真建模，對系統(tǒng)的運行特性進行深入

3、分析?？紤]到飛輪在運行時有三種工作模式：充電模式、放電模式以及保持模式，本文飛輪充電系統(tǒng)采用速度電流雙閉環(huán)控制，通過速度控制模塊、霍爾信號測量模塊等實現(xiàn)電流的閉環(huán)控制；放電過程采用電壓外環(huán)、轉速內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制，同時隨著飛輪本體的轉速下降，反電勢下降，為了保證機端電壓的穩(wěn)定，加入升壓斬波電路穩(wěn)定輸出電壓。
　　本文仿真研究結果表明：對獨立風力系統(tǒng)，在直流負載端接入飛輪儲能裝置，當風速較大時可儲存多余能量，當風速小供電不足時通過飛輪