储能型直驱永磁同步风力发电控制系统

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1、第38卷第14期电力系统保护与控制V0l_38NO．142010年7月16日PowerSystemProtectionandControlJu1．16．2O10储能型直驱永磁同步风力发电控制系统王文亮，葛宝明，毕大强(1．北京交通大学电气工程学院，北京100044；2．电力系统国家重点实验室，清华大学电机系，北京100084)摘要：为提高直驱永磁风力发电系统的性能，在直流侧增加新型钒氧化还原液流电池(VRB)储能装置。设计了相应的双向DC／DC变换器控制策略，在风速变化时，VRB能够通过快速充放电平抑系统发电机输出功率波动以及平衡电网需求功率；在电网

2、电压跌落时，还可提高低电压穿越能力。对具有储能电池的风力发电系统建立了仿真模型，详细分析了系统在风速变化、电网需求功率变化以及电压跌落时的动态响应过程和运行特性，并给出了仿真验证。仿真结果表明，在直流侧加VRB储能装置，有效地提高了直驱风电系统并网运行性能和低电压穿越能力，系统动态响应速度快。关键词：直驱风电系统；永磁同步发电机；储能电池；钒氧化还原液流电池；低电压穿越Energystoragebaseddirect-drivepermanentmagnetsynchronouswindpowercontrolsystemWANGWen-liang，

3、GEBao—ming，BIDa—qiang(1．SchoolofElectricalEngineering，BeijingJiaotongUniversity，Beijing100044，China：2．StateKeyLabofPowerSystem，DeptofElectricalEngineering，TsinghuaUniversity，Beijing100084，China)Abstract：Toenhancetheperformanceofdirect—drivepermanentmagnetwindpowergenerationsyst

4、em，anewtypeofvanadiumredoxflowbakery(VRB)energystoragesystem(ESS)isaddedatDC-sideoftheconverter．Correspondingly，thecontrolstrategyofbi—directionalconverterisdeveloped．VRBESSCanquicklychargeanddischargeSOthatitcansmooththefluctuationofgeneratoroutputpowerandbalancethedemandforpo

5、wergridwhenthewindrapidlychanges；whilethevoltagegriddips，itCanalsoimprovetheabilityofLVRT．Thesimulationmodelisestablished，andthedynamicresponseprocessandoperationcharacteristicsareanalyzedindetail．ThesimulationresultsshowthattheperformancesofgridconnectedoperationandLVRTareefec

6、tivelyimprovedforthedirect—drivewindpowersystembyaddingVRBESSattheDC—side，andthedynamicrespondspeedofsystemisfast．ThisworkissupposedbygrantsfromthePowerElectronicsScienceandEducationDevelopmentProgramofDeltaEnvironmental&EducationalFoundation(No．DREG2009006)andStateKeyLabofPowe

7、rSystem(No．SKLD09KZ10)．Keywords：direct—drivenwindpowersystem；permanentmagnetsynchronousgenerator；energystoragebattery；vanadiumredoxflowbattery(VRB)；lowvoltageridethrough(LVRT)中图分类号：TM614文献标识码：A文章编号：1674—3415(2010)14—0043—06的稳定性及经济性带来负面影响⋯，因此风力发电0引言并网功率随机波动问题亟待解决。另一方面，在欧大规模风力发电一

8、般直接并网运行，随着风力洲风电技术超前的一些国家制定了新电网运行准发电规模的不断增大，电网对风力发电的电能质