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风电机输出功率波动平抑控制的可行性研究

黄亚峰  
【摘要】: 在当今对可再生能源的开发利用中,风能因为其突出的优点而成为研究的热点,风力发电是我国能源和电力可持续发展战略的最现实选择。风电场并网运行是实现风能大规模利用的有效方式。 风能是一种自然资源,风电功率取决于风速,具有不可控和不可预期性,因此风电并网功率波动很大,这对电网运行的稳定性及经济性带来负面影响。随着风力发电规模的不断增大,风电并网功率随机波动问题亟待解决。 首先,本文简要分析了现有风力发电系统的风能利用率低,风电并网功率随机波动大等不足,提出了一种以双馈感应风力发电系统为基础,并适当配置新型NaS电池储能环节的新型风力发电系统方案。 其次,对双馈风力发电机的优化运行控制进行了研究。本文采用矢量控制方法,建立了双馈发电机矢量控制模型,并基于此模型详细研究了双馈感应风力发电机交流励磁的控制目标、控制方式及实现方法。 再次,研究了利用电力电子技术和新型储能手段平抑风电场并网功率随机波动的控制。本文建立了计及NaS储能系统的四象限变流器功率控制的数学模型,重点讨论了基于精确反馈详细化控制方法的变流器功率解耦合控制。并用该方法实现储能系统对风电并网功率波动的平抑调节。 最后,利用仿真手段对本文所构建的风力发电系统运行进行了仿真分析,初步探讨了采用NaS电池储能系统平抑风电输出功率随机波动的可行性。


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