基于混合储能的风电机组有功功率调节系统研究
风力发电机组输出功率的间歇与波动会导致网上潮流大小与方向的频繁变化，进而引起局部电压不稳定和频率波动，使得电能质量下降，电网运行稳定性降低。为了使风电机组输出的功率平滑的馈入电网，需要采取相应的措施控制风电机组的输出功率，以减小风电出力的间歇和波动给电网带来的危害。 综述了国内外现有的平滑风电机组输出功率的方法，确定了以双向DC/DC变流器连接蓄电池组和超级电容器组的混合储能系统结构，建立了双向DC/DC变流器与基于瞬时无功功率理论的网侧变流器数学模型，分析了系统的能量机动控制思想。 探讨了影响风力发电系统储能容量的因素，基于既有风速样本、风电机组输出功率特性函数和风电场风速概率分布函数，给出了混合储能系统的整体容量与单一容量的确定方法。引入储能元件的荷电状态（SOC），提出了基于超级电容器组SOC的混合储能系统能量分配思想，以及基于混合储能系统、蓄电池组SOC的网侧变流器能量调整规则。着重分析了混合储能系统平滑有功功率输出、能量配比优化的三种控制策略。通过仿真验证，证明了混合储能系统可有效平滑注入电网的有功功率，蓄电池组的充放电次数明显减小。 分析了混合储能系统在平滑注入电网的有功功率的同时，可间接实现对电网电压跌落时低电压工况的支撑作用，并给出了相应的控制结构图。 选用DSP芯片（TMS320LF2407A）作为核心CPU，设计了基于混合储能的风电功率调节系统控制电路，并设计了相应的脉冲输出逻辑电路、功率保护电路。研究了系统控制算法并画出程序流程图，采用C语言进行了程序编写。在理论分析和仿真结果的基础上，对系统进行了实验验证，证明了控制系统的可行性和有效性。
混合储能;风电机组;有功功率调节;输出功率;DC/DC变流器
山东理工大学
硕士
电力电子与电力传动
赵艳雷
2013
中文
TM315
65
2013-09-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）