基于分离式混合储能系统的风电场并网控制研究
发布时间：2021-02-27 12:51
近年来随着风力发电技术的快速发展,风电并网容量不断增加,风电功率的随机波动性对电力系统稳定产生的影响也越来越大。将储能技术应用于风力发电为解决风电并网问题提供了方法。因此,本文采用分离式全钒液流电池-超级电容混合储能系统,从平抑风电场输出功率波动和提升风电场低电压穿越（Low voltage ride through,LVRT）能力两方面进行风电场并网控制。本文主要工作如下:分析了直驱型永磁同步风电机组的基本原理,基于风力机、永磁同步发电机、全功率变流器的特性和工作原理,建立了它们的数学模型和控制策略。并在Matlab/Simulink仿真平台建立了6MW直驱型风电场并网仿真模型。为更好地利用混合储能提升风电场LVRT能力,基于传统集中式储能和分散式储能的各自特点和优势,提出分离式混合储能接入方式,即能量型储能元件采用集中式储能配置于风电场出口母线处;功率型储能元件采用分散式储能配置在单台风电机组直流母线处。选取全钒液流电池（Vanadium redox flow battery,VRB）作为能量型元件,超级电容（Super capacitor,SC）作为功率型元件。基于VRB和SC的...
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
直驱型永磁同步风电机组拓扑结构
2.3.1 三相静止坐标系下 PMSG 数学模型PMSG 定转子结构示意图如图 2-3 所示。图2-3 永磁同步发电机定转子位置图Fig.2-3 stator and rotor position map of PMSG发电机定子上有 A、B、C 三相绕组，AX、BY 和 CZ 为定子绕组的轴线方向。发电机转子是一个永磁磁极，转子磁链方向为图中 ψf的方向。θr为转子位置角。（1）电压方程根据基尔霍夫电路理论和电磁感应定律，可得三相定子电压方程sasa s sasbsb s sbscsc s scdu R idtdu R idtdu R idtψψψ = + = + = + （2-5）式中，usa、usb、usc为发电机三相端电压；Rs为定子绕组电阻；isa、isb、isc为发电机三相定子电流；ψsa、ψsb、ψsc为三相绕组总磁链。（2）磁链方程式（2-5）中的磁链可表示为
dqabc图2-8 网侧变流器控制策略Fig.2-8 The control strategy of grid side converter网侧变流器采用双闭环结构，外环为电压环，内环为电流环。直流母线电压给定值和实际值的偏差经 PI 调节后可得到 d 轴电流给定值 i*gd。为保证网侧变流器运行在单位功率因数，通常设置 q 轴电流给定值 i*gq为 0。再与实际直轴、交轴电流 igd、igq
【参考文献】：
期刊论文
[1]平抑风电波动的混合储能协调优化控制方法[J]. 郭金金,吴红斌. 太阳能学报. 2016(10)
[2]储能技术辅助风电并网控制的应用综述[J]. 江全元,龚裕仲. 电网技术. 2015(12)
[3]基于储能技术提高风电机组低电压穿越能力的分析和展望[J]. 杨堤,程浩忠,马紫峰,方斯顿,徐国栋,管晟超,孙权才. 电力自动化设备. 2015(12)
[4]全钒液流电池-超级电容混合储能平抑直驱式风电功率波动研究[J]. 任永峰,胡宏彬,薛宇,布赫. 高电压技术. 2015(07)
[5]基于钒电池?超级电容混合储能技术的永磁同步风电机组低电压穿越能力提升研究[J]. 任永峰,彭伟,刘海涛,薛宇,周杰,安中全. 电网技术. 2014(11)
[6]新能源发电现状概述与分析[J]. 高泽,杨建华,冯语晴,王艳松,金锋. 中外能源. 2014(10)
[7]关于风电不确定性对电力系统影响的评述[J]. 薛禹胜,雷兴,薛峰,郁琛,董朝阳,文福拴,鞠平. 中国电机工程学报. 2014(29)
[8]VRB储能系统对风电场LVRT特性影响分析[J]. 杨白洁,晁勤,衣海东,任天鸿. 中国电力. 2013(10)
[9]多级钒电池储能系统的功率优化分配及控制策略[J]. 李辉,付博,杨超,赵斌,唐显虎. 中国电机工程学报. 2013(16)
[10]基于Matlab/Simulink全钒液流电池的建模研究[J]. 王湘明,李庆磊,郭雨梅. 电源技术. 2013(02)
硕士论文
[1]储能型风场低电压穿越能力研究[D]. 崔然然.华北电力大学 2015
本文编号：3054261
【文章来源】：内蒙古工业大学内蒙古自治区
【文章页数】：55 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
直驱型永磁同步风电机组拓扑结构
2.3.1 三相静止坐标系下 PMSG 数学模型PMSG 定转子结构示意图如图 2-3 所示。图2-3 永磁同步发电机定转子位置图Fig.2-3 stator and rotor position map of PMSG发电机定子上有 A、B、C 三相绕组，AX、BY 和 CZ 为定子绕组的轴线方向。发电机转子是一个永磁磁极，转子磁链方向为图中 ψf的方向。θr为转子位置角。（1）电压方程根据基尔霍夫电路理论和电磁感应定律，可得三相定子电压方程sasa s sasbsb s sbscsc s scdu R idtdu R idtdu R idtψψψ = + = + = + （2-5）式中，usa、usb、usc为发电机三相端电压；Rs为定子绕组电阻；isa、isb、isc为发电机三相定子电流；ψsa、ψsb、ψsc为三相绕组总磁链。（2）磁链方程式（2-5）中的磁链可表示为
dqabc图2-8 网侧变流器控制策略Fig.2-8 The control strategy of grid side converter网侧变流器采用双闭环结构，外环为电压环，内环为电流环。直流母线电压给定值和实际值的偏差经 PI 调节后可得到 d 轴电流给定值 i*gd。为保证网侧变流器运行在单位功率因数，通常设置 q 轴电流给定值 i*gq为 0。再与实际直轴、交轴电流 igd、igq
【参考文献】：
期刊论文
[1]平抑风电波动的混合储能协调优化控制方法[J]. 郭金金,吴红斌. 太阳能学报. 2016(10)
[2]储能技术辅助风电并网控制的应用综述[J]. 江全元,龚裕仲. 电网技术. 2015(12)
[3]基于储能技术提高风电机组低电压穿越能力的分析和展望[J]. 杨堤,程浩忠,马紫峰,方斯顿,徐国栋,管晟超,孙权才. 电力自动化设备. 2015(12)
[4]全钒液流电池-超级电容混合储能平抑直驱式风电功率波动研究[J]. 任永峰,胡宏彬,薛宇,布赫. 高电压技术. 2015(07)
[5]基于钒电池?超级电容混合储能技术的永磁同步风电机组低电压穿越能力提升研究[J]. 任永峰,彭伟,刘海涛,薛宇,周杰,安中全. 电网技术. 2014(11)
[6]新能源发电现状概述与分析[J]. 高泽,杨建华,冯语晴,王艳松,金锋. 中外能源. 2014(10)
[7]关于风电不确定性对电力系统影响的评述[J]. 薛禹胜,雷兴,薛峰,郁琛,董朝阳,文福拴,鞠平. 中国电机工程学报. 2014(29)
[8]VRB储能系统对风电场LVRT特性影响分析[J]. 杨白洁,晁勤,衣海东,任天鸿. 中国电力. 2013(10)
[9]多级钒电池储能系统的功率优化分配及控制策略[J]. 李辉,付博,杨超,赵斌,唐显虎. 中国电机工程学报. 2013(16)
[10]基于Matlab/Simulink全钒液流电池的建模研究[J]. 王湘明,李庆磊,郭雨梅. 电源技术. 2013(02)
硕士论文
[1]储能型风场低电压穿越能力研究[D]. 崔然然.华北电力大学 2015
本文编号：3054261
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