【摘要】：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(fēng)力資源較為豐富且風(fēng)電在價格、表現(xiàn)以及可靠性上日益具有競爭力,風(fēng)電已逐漸占據(jù)全球新能源發(fā)電的主要市場。由于風(fēng)速具有隨機性和間歇性等特征,導(dǎo)致風(fēng)機出力不平穩(wěn),因此無論對小型獨立風(fēng)電系統(tǒng)還是大型并網(wǎng)型風(fēng)電機組,應(yīng)用儲能裝置對確保負(fù)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(xué)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)境要求低及維護(hù)成本低等優(yōu)點。本文針對飛輪儲能系統(tǒng)及其在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)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(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和飛輪儲能系統(tǒng)原理和有關(guān)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上,給出了應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的飛輪儲能系統(tǒng)整體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu);在MATLAB/Simulink環(huán)境下分別建立了風(fēng)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(yīng)用于獨立型風(fēng)力系統(tǒng)和并網(wǎng)型風(fēng)力系統(tǒng),針對兩種情況分別進(jìn)行仿真建模,對系統(tǒng)的運行特性進(jìn)行深入分析。考慮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(zhuǎn)速內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制,同時隨著飛輪本體的轉(zhuǎn)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(jié)果表明:對獨立風(fēng)力系統(tǒng),在直流負(fù)載端接入飛輪儲能裝置,當(dāng)風(fēng)速較大時可儲存多余能量,當(dāng)風(fēng)速小供電不足時通過飛輪釋放電能,可保證負(fù)載在額定電壓下正常工作;對并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),當(dāng)風(fēng)機并網(wǎng)功率波動較大時,通過在網(wǎng)側(cè)前并入飛輪儲能系統(tǒng)補償有功無功功率,可有效緩減對系統(tǒng)沖擊。
【圖文】：

葉尖速比 圖 2-1 風(fēng)能利用系數(shù)與葉尖速比關(guān)系直驅(qū)同步發(fā)電機選取及原理中介紹到，相比雙饋感應(yīng)發(fā)電機控制方式的復(fù)雜，永磁同接時不需要齒輪箱，簡化了結(jié)構(gòu)，故本文采用永磁同步發(fā)和電機之間的齒輪箱面臨最大的問題就是一般發(fā)電機的速發(fā)電機，相比電勵磁結(jié)構(gòu)，永磁結(jié)構(gòu)適合多極低速結(jié)構(gòu)去電刷和滑環(huán)，簡化結(jié)構(gòu)并且滿足要求。永磁同步電機的：

葉尖速比 圖 2-1 風(fēng)能利用系數(shù)與葉尖速比關(guān)系驅(qū)同步發(fā)電機選取及原理介紹到，相比雙饋感應(yīng)發(fā)電機控制方式的復(fù)雜，永磁時不需要齒輪箱，簡化了結(jié)構(gòu)，故本文采用永磁同步電機之間的齒輪箱面臨最大的問題就是一般發(fā)電機發(fā)電機，，相比電勵磁結(jié)構(gòu)，永磁結(jié)構(gòu)適合多極低速結(jié)電刷和滑環(huán)，簡化結(jié)構(gòu)并且滿足要求。永磁同步電機風(fēng)能利用
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TM315

【參考文獻(xiàn)】

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1 楊蘋;馬藝瑋;;儲能技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用[J];系統(tǒng)科學(xué)與數(shù)學(xué);2012年04期

2 李保軍;王志新;吳定國;;飛輪儲能系統(tǒng)充放電過程建模與仿真研究[J];工業(yè)控制計算機;2011年12期

3 王黎;趙云麗;李衛(wèi)東;;飛輪儲能的仿真系統(tǒng)研究[J];電網(wǎng)與清潔能源;2010年11期

4 程啟明;程尹曼;汪明媚;王映斐;;風(fēng)力發(fā)電中風(fēng)速測量技術(shù)的發(fā)展[J];自動化儀表;2010年07期

5 王秋香;張謙;王雙嶺;;新型立軸風(fēng)力機的建模及控制策略研究[J];中原工學(xué)院學(xué)報;2009年01期

6 魯闖;朱東柏;沈中元;劉密富;張小新;;直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)MPPT控制方法的研究[J];電測與儀表;2008年08期

7 黃宇淇;姜新建;邱阿瑞;;飛輪儲能能量回饋控制方法[J];清華大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2008年07期

8 王聰;劉永前;;風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的建模與仿真研究[J];中國電力教育;2006年S1期

9 金增,包能勝,陳慶新,姜桐;風(fēng)力機系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型辨識[J];太陽能學(xué)報;1998年02期

10 鄭黎明,姜桐;大型水平軸風(fēng)力機動態(tài)分析[J];機電工程;1998年02期

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1 姚陽;飛輪儲能系統(tǒng)中高速永磁無刷直流電機的設(shè)計與充放電控制的仿真研究[D];浙江大學(xué);2015年

2 張學(xué)智;風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)速測算方法研究[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2014年

3 張海;飛輪儲能對永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)特性的改善研究[D];上海電力學(xué)院;2013年

4 董雷;風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的風(fēng)速預(yù)測及控制策略研究[D];北京化工大學(xué);2012年

5 李勇;飛輪電池在獨立運行式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D];蘭州理工大學(xué);2012年

6 常波;基于Matlab/Simulink的直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的建模與仿真[D];南京理工大學(xué);2012年

7 聶晶鑫;風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中儲能技術(shù)的研究[D];西南交通大學(xué);2011年

8 王黎;飛輪儲能技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的仿真研究[D];大連理工大學(xué);2010年

9 李揚;永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的模擬仿真及MPPT方法研究[D];燕山大學(xué);2010年

10 馬威;基于永磁同步發(fā)電機的直驅(qū)式風(fēng)電系統(tǒng)建模與仿真[D];蘭州理工大學(xué);2010年

本文編號：2551431