飞轮储能系统接入配电网改善电能质量论文

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1、分类号　TM743密级　　　　　　　单位代号　　　10289　学号　ys1000000000硕士学位论文DissertationforMaster’sDegree飞轮储能系统对改善配电网电能质量的控制策略研究学位申请人：指导教师：学科专业：电气工程电力系统及其自动化学位类别：工学硕士所属院系：电气工程学院年月分类号　TM743密级　　　　　　　上海大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式

2、标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月上海大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权上海电力学院可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本学位论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：日期：年月日日期：年月日摘要飞轮储能系统对改善配电网电能质量的控制策略研究摘要飞轮储能系统（FESS）是一种机

3、械能与电能间能量转换和存储的装置，因其具有储能效率高、单位储能成本低、使用寿命长、无污染等优势成为当下极具发展前景的一种实用的储能技术。同时，随着电力电子技术，磁悬浮等一系列与之密切相关的技术研发工作的不断开展与进步，实现飞轮储能的可行性大大提高。本文在飞轮储能电机、变流器及控制模型的基础上，将对飞轮储能系统改善配电网电能质量的控制策略进行研究。针对这个问题，本文主要进行飞轮储能系统的建模分析、背靠背式双PWM变流器控制策略研究以及改善配电网电能质量的仿真研究等工作，并通过仿真结果对其加以验证。论文首先介绍了飞轮储能系统以及我国配电网电能质量发展与现状，对各种储能方式的优缺点进行了系统性的归纳

4、和总结。分析了飞轮储能技术在电力调峰及作不间断电源等方面的优势，指出了将其应用于改善配电网电能质量的可行性。根据系统的结构特点及控制目标，选用三相鼠笼式异步电机作为驱动电机，并通过坐标变换建立其数学模型。其次，根据系统的特点选择了电机侧和电网侧皆可以灵活控制的背靠背式双PWM变流器结构，在确定其拓扑结构后，根据控制目标提出机侧变流器控制能量传输，电网侧变流器控制能量平衡的控制策略。机侧变流器采用功率、电流双闭环控制，提出转子磁链定向控制及空间矢量调制（SVPWM）策略；网侧变流器则采用电压、电流双闭环，并提出电网电压定向及锁相环控制策略。最后，本文利用MATLAB/Simulink软件分别搭建

5、了电机侧变流器、电网侧变流器以及整个飞轮储能系统的仿真模型，并针对改善配电网电能质量的问题为系统设置三种状态：日负荷平滑模式、UPS功能和抗负载扰动模式，同时分别对其进行仿真分析。通过仿真结果验证上述提出的飞轮储能系统背靠背式双PWM变流器拓扑结构以及机侧与网侧变流器控制策略的理论分析与实现方法的可行性和有效性。关键词：飞轮储能系统，配电网电能质量，三相异步电机，双PWM变流器，矢量控制技术VABSTRACTTHECONTROLSTRATEGYSTUDYOFFLYWHEELENERGYSTORAGESYSTEMONIMPROVINGTHEPOWERQUALITYOFDISTRIBUTIONNE

6、TWORKABSTRACTFlywheelenergystoragesystem(FESS)isakindofsystemdealswithenergyconversionbetweenelectricalandmechanicalenergyandenergystorage.Nowadays,thisisaverypromisingandpracticalstoragetechnologyduetoitshighenergyefficiencyandlowcostenergystorage,longlifeandotherpollution-freeadvantages.Meanwhile,

7、withthedevelopmentandapplicationofpowerelectronics,magneticlevitationtechnology,vacuumtechnologyandnewmaterialstechnology,thepossibilityofrealizeflywheelenergystoragetechnologyisgreatlyimproved.Basedo