結(jié)合混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的STATCOM在風(fēng)電場(chǎng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、隨著全球能源危機(jī)日趨嚴(yán)重，以風(fēng)能、太陽(yáng)能為主的新能源逐漸成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。但是風(fēng)電、光伏等新能源由于其自身固有的波動(dòng)性、間歇性、不確定性等特點(diǎn)，導(dǎo)致其規(guī)?；⒕W(wǎng)給電網(wǎng)互聯(lián)安全運(yùn)行、電網(wǎng)調(diào)頻、備用容量的規(guī)劃帶來(lái)很大的挑戰(zhàn)。在大型風(fēng)儲(chǔ)工程中，裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置與儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠很好的解決上述問(wèn)題。若兩者分別設(shè)置，勢(shì)必造成成本高、占地面積大等缺點(diǎn)，若能將兩者適當(dāng)結(jié)合，則能極大提升大型風(fēng)儲(chǔ)工程的經(jīng)濟(jì)性?；诖?，本文進(jìn)行了結(jié)合超級(jí)電容和鋰電池的混合儲(chǔ)

2、能系統(tǒng)的級(jí)聯(lián)多電平STATCOM，即靜止無(wú)功補(bǔ)償裝置，本文設(shè)計(jì)為一種級(jí)聯(lián)多電平變流器，主要開(kāi)展了以下工作。
　　1.研究了以鋰電池和超級(jí)電容為基礎(chǔ)的混合儲(chǔ)能系統(tǒng)(HESS，Hybrid EnergyStorage System)，對(duì)兩種儲(chǔ)能技術(shù)各自特性和模型進(jìn)行研究。為了能夠更加精確快速的進(jìn)行充放電管理，對(duì)比分析了混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的混合方式，采用兩種儲(chǔ)能裝置均通過(guò)DC/DC環(huán)節(jié)的混合方式接入變流器直流側(cè)。為了防止儲(chǔ)能系統(tǒng)過(guò)充和過(guò)放，給

3、出了一種同時(shí)考慮蓄電池SOC和超級(jí)電容端電壓的DC/DC變換器控制策略。最后根據(jù)蓄電池和超級(jí)電容各自的特點(diǎn)提出了一種基于復(fù)合濾波算法的平抑風(fēng)電功率波動(dòng)的控制策略，其優(yōu)點(diǎn)是能夠降低超級(jí)電容的設(shè)計(jì)容量、降低鋰電池的充放電頻率從而延長(zhǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的壽命。
　　2.研究了級(jí)聯(lián)多電平STATCOM的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)及其工作原理，闡述了級(jí)聯(lián)多電平拓?fù)湓诮Y(jié)合儲(chǔ)能系統(tǒng)方面的優(yōu)勢(shì)，建立了級(jí)聯(lián)多電平STATCOM的數(shù)學(xué)模型。研究了其基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的p-q分

4、解法、電壓電流雙閉環(huán)解耦控制策略、移相載波PWM調(diào)制策略。分析了直流電壓不平衡的原因，利用電壓外環(huán)分級(jí)控制的方法實(shí)現(xiàn)了直流電容電壓的穩(wěn)定控制。
　　3.根據(jù)前述混合儲(chǔ)能系統(tǒng)和級(jí)聯(lián)多電平型STATCOM，將兩者結(jié)合提出了STATCOM/HESS的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化等效，進(jìn)而分析得到其數(shù)學(xué)模型。利用park變換，實(shí)現(xiàn)了有功和無(wú)功的獨(dú)立解耦控制。在此基礎(chǔ)上，提出了一種考慮STATCOM/HESS容量限制的動(dòng)態(tài)綜合補(bǔ)償?shù)膮f(xié)調(diào)