基于分離式混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)控制研究
發(fā)布時(shí)間:2021-02-27 12:51
近年來(lái)隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展,風(fēng)電并網(wǎng)容量不斷增加,風(fēng)電功率的隨機(jī)波動(dòng)性對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定產(chǎn)生的影響也越來(lái)越大。將儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電為解決風(fēng)電并網(wǎng)問(wèn)題提供了方法。因此,本文采用分離式全釩液流電池-超級(jí)電容混合儲(chǔ)能系統(tǒng),從平抑風(fēng)電場(chǎng)輸出功率波動(dòng)和提升風(fēng)電場(chǎng)低電壓穿越(Low voltage ride through,LVRT)能力兩方面進(jìn)行風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)控制。本文主要工作如下:分析了直驅(qū)型永磁同步風(fēng)電機(jī)組的基本原理,基于風(fēng)力機(jī)、永磁同步發(fā)電機(jī)、全功率變流器的特性和工作原理,建立了它們的數(shù)學(xué)模型和控制策略。并在Matlab/Simulink仿真平臺(tái)建立了6MW直驅(qū)型風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)仿真模型。為更好地利用混合儲(chǔ)能提升風(fēng)電場(chǎng)LVRT能力,基于傳統(tǒng)集中式儲(chǔ)能和分散式儲(chǔ)能的各自特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),提出分離式混合儲(chǔ)能接入方式,即能量型儲(chǔ)能元件采用集中式儲(chǔ)能配置于風(fēng)電場(chǎng)出口母線(xiàn)處;功率型儲(chǔ)能元件采用分散式儲(chǔ)能配置在單臺(tái)風(fēng)電機(jī)組直流母線(xiàn)處。選取全釩液流電池(Vanadium redox flow battery,VRB)作為能量型元件,超級(jí)電容(Super capacitor,SC)作為功率型元件;赩RB和SC的...
【文章來(lái)源】:內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)
【文章頁(yè)數(shù)】:55 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
直驅(qū)型永磁同步風(fēng)電機(jī)組拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
2.3.1 三相靜止坐標(biāo)系下 PMSG 數(shù)學(xué)模型PMSG 定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖如圖 2-3 所示。圖2-3 永磁同步發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子位置圖Fig.2-3 stator and rotor position map of PMSG發(fā)電機(jī)定子上有 A、B、C 三相繞組,AX、BY 和 CZ 為定子繞組的軸線(xiàn)方向。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是一個(gè)永磁磁極,轉(zhuǎn)子磁鏈方向?yàn)閳D中 ψf的方向。θr為轉(zhuǎn)子位置角。(1)電壓方程根據(jù)基爾霍夫電路理論和電磁感應(yīng)定律,可得三相定子電壓方程sasa s sasbsb s sbscsc s scdu R idtdu R idtdu R idtψψψ = + = + = + (2-5)式中,usa、usb、usc為發(fā)電機(jī)三相端電壓;Rs為定子繞組電阻;isa、isb、isc為發(fā)電機(jī)三相定子電流;ψsa、ψsb、ψsc為三相繞組總磁鏈。(2)磁鏈方程式(2-5)中的磁鏈可表示為
dqabc圖2-8 網(wǎng)側(cè)變流器控制策略Fig.2-8 The control strategy of grid side converter網(wǎng)側(cè)變流器采用雙閉環(huán)結(jié)構(gòu),外環(huán)為電壓環(huán),內(nèi)環(huán)為電流環(huán)。直流母線(xiàn)電壓給定值和實(shí)際值的偏差經(jīng) PI 調(diào)節(jié)后可得到 d 軸電流給定值 i*gd。為保證網(wǎng)側(cè)變流器運(yùn)行在單位功率因數(shù),通常設(shè)置 q 軸電流給定值 i*gq為 0。再與實(shí)際直軸、交軸電流 igd、igq
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]平抑風(fēng)電波動(dòng)的混合儲(chǔ)能協(xié)調(diào)優(yōu)化控制方法[J]. 郭金金,吳紅斌. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2016(10)
[2]儲(chǔ)能技術(shù)輔助風(fēng)電并網(wǎng)控制的應(yīng)用綜述[J]. 江全元,龔裕仲. 電網(wǎng)技術(shù). 2015(12)
[3]基于儲(chǔ)能技術(shù)提高風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越能力的分析和展望[J]. 楊堤,程浩忠,馬紫峰,方斯頓,徐國(guó)棟,管晟超,孫權(quán)才. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2015(12)
[4]全釩液流電池-超級(jí)電容混合儲(chǔ)能平抑直驅(qū)式風(fēng)電功率波動(dòng)研究[J]. 任永峰,胡宏彬,薛宇,布赫. 高電壓技術(shù). 2015(07)
[5]基于釩電池?超級(jí)電容混合儲(chǔ)能技術(shù)的永磁同步風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越能力提升研究[J]. 任永峰,彭偉,劉海濤,薛宇,周杰,安中全. 電網(wǎng)技術(shù). 2014(11)
[6]新能源發(fā)電現(xiàn)狀概述與分析[J]. 高澤,楊建華,馮語(yǔ)晴,王艷松,金鋒. 中外能源. 2014(10)
[7]關(guān)于風(fēng)電不確定性對(duì)電力系統(tǒng)影響的評(píng)述[J]. 薛禹勝,雷興,薛峰,郁琛,董朝陽(yáng),文福拴,鞠平. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(29)
[8]VRB儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)LVRT特性影響分析[J]. 楊白潔,晁勤,衣海東,任天鴻. 中國(guó)電力. 2013(10)
[9]多級(jí)釩電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率優(yōu)化分配及控制策略[J]. 李輝,付博,楊超,趙斌,唐顯虎. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(16)
[10]基于Matlab/Simulink全釩液流電池的建模研究[J]. 王湘明,李慶磊,郭雨梅. 電源技術(shù). 2013(02)
碩士論文
[1]儲(chǔ)能型風(fēng)場(chǎng)低電壓穿越能力研究[D]. 崔然然.華北電力大學(xué) 2015
本文編號(hào):3054261
【文章來(lái)源】:內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)內(nèi)蒙古自治區(qū)
【文章頁(yè)數(shù)】:55 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
直驅(qū)型永磁同步風(fēng)電機(jī)組拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)
2.3.1 三相靜止坐標(biāo)系下 PMSG 數(shù)學(xué)模型PMSG 定轉(zhuǎn)子結(jié)構(gòu)示意圖如圖 2-3 所示。圖2-3 永磁同步發(fā)電機(jī)定轉(zhuǎn)子位置圖Fig.2-3 stator and rotor position map of PMSG發(fā)電機(jī)定子上有 A、B、C 三相繞組,AX、BY 和 CZ 為定子繞組的軸線(xiàn)方向。發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子是一個(gè)永磁磁極,轉(zhuǎn)子磁鏈方向?yàn)閳D中 ψf的方向。θr為轉(zhuǎn)子位置角。(1)電壓方程根據(jù)基爾霍夫電路理論和電磁感應(yīng)定律,可得三相定子電壓方程sasa s sasbsb s sbscsc s scdu R idtdu R idtdu R idtψψψ = + = + = + (2-5)式中,usa、usb、usc為發(fā)電機(jī)三相端電壓;Rs為定子繞組電阻;isa、isb、isc為發(fā)電機(jī)三相定子電流;ψsa、ψsb、ψsc為三相繞組總磁鏈。(2)磁鏈方程式(2-5)中的磁鏈可表示為
dqabc圖2-8 網(wǎng)側(cè)變流器控制策略Fig.2-8 The control strategy of grid side converter網(wǎng)側(cè)變流器采用雙閉環(huán)結(jié)構(gòu),外環(huán)為電壓環(huán),內(nèi)環(huán)為電流環(huán)。直流母線(xiàn)電壓給定值和實(shí)際值的偏差經(jīng) PI 調(diào)節(jié)后可得到 d 軸電流給定值 i*gd。為保證網(wǎng)側(cè)變流器運(yùn)行在單位功率因數(shù),通常設(shè)置 q 軸電流給定值 i*gq為 0。再與實(shí)際直軸、交軸電流 igd、igq
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]平抑風(fēng)電波動(dòng)的混合儲(chǔ)能協(xié)調(diào)優(yōu)化控制方法[J]. 郭金金,吳紅斌. 太陽(yáng)能學(xué)報(bào). 2016(10)
[2]儲(chǔ)能技術(shù)輔助風(fēng)電并網(wǎng)控制的應(yīng)用綜述[J]. 江全元,龔裕仲. 電網(wǎng)技術(shù). 2015(12)
[3]基于儲(chǔ)能技術(shù)提高風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越能力的分析和展望[J]. 楊堤,程浩忠,馬紫峰,方斯頓,徐國(guó)棟,管晟超,孫權(quán)才. 電力自動(dòng)化設(shè)備. 2015(12)
[4]全釩液流電池-超級(jí)電容混合儲(chǔ)能平抑直驅(qū)式風(fēng)電功率波動(dòng)研究[J]. 任永峰,胡宏彬,薛宇,布赫. 高電壓技術(shù). 2015(07)
[5]基于釩電池?超級(jí)電容混合儲(chǔ)能技術(shù)的永磁同步風(fēng)電機(jī)組低電壓穿越能力提升研究[J]. 任永峰,彭偉,劉海濤,薛宇,周杰,安中全. 電網(wǎng)技術(shù). 2014(11)
[6]新能源發(fā)電現(xiàn)狀概述與分析[J]. 高澤,楊建華,馮語(yǔ)晴,王艷松,金鋒. 中外能源. 2014(10)
[7]關(guān)于風(fēng)電不確定性對(duì)電力系統(tǒng)影響的評(píng)述[J]. 薛禹勝,雷興,薛峰,郁琛,董朝陽(yáng),文福拴,鞠平. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2014(29)
[8]VRB儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)風(fēng)電場(chǎng)LVRT特性影響分析[J]. 楊白潔,晁勤,衣海東,任天鴻. 中國(guó)電力. 2013(10)
[9]多級(jí)釩電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的功率優(yōu)化分配及控制策略[J]. 李輝,付博,楊超,趙斌,唐顯虎. 中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào). 2013(16)
[10]基于Matlab/Simulink全釩液流電池的建模研究[J]. 王湘明,李慶磊,郭雨梅. 電源技術(shù). 2013(02)
碩士論文
[1]儲(chǔ)能型風(fēng)場(chǎng)低電壓穿越能力研究[D]. 崔然然.華北電力大學(xué) 2015
本文編號(hào):3054261
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