含蓄电池储能永磁直驱风力发电系统并网研究

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1、《电气自动化)2015年第37卷第3期—撕能源发电控制技术～TheNewEnerqyPowerControITechnoloq含蓄电池储能的永磁直驱风力发电系统并网研究徐小三。张明(上海交通大学电子信息与电气工程学院，上海200240)摘要：风力发电系统输出功率的随机性和波动性，给大规模风电并网带来严重挑战。为了有效地改善永磁直驱风力发电系统并网特性，在直流侧增加蓄电池储能装置。设计了储能电池侧双向DC／DC变换器的控制策略，建立了含有储能电池的风力发电系统仿真模型。分别仿真分析了电网侧需求功率变化以及风速变化时系统的动态响应特性。仿真结果证明，增加蓄电池储能装置可以有效地提高永磁直驱风电系

2、统并网特性。关键词：永磁直驱风电系统；电池储能系统；双向DC／DC变换器；控制策略；有功功率平滑DOI：10．3969／j·issn．1000—3886．2015．03．012[中图分类号]TM614[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2015)03—0037—03AStudyOnGridConnectionofDirect．drivenPMWindPowerSystemContainingBatteryEnergyStorageXUXiao．san．ZHANGMing(CollegeofElectronicInformationandElectricalEngineering，

3、ShanghaiJiaoUniversity，Shanghai200240，China)Abstract：Randomnessandvolatilityoftheoutputpowerofthewindpowersystembringsaseriouschallengetolarge-scalewindpowergridconnection．Toenhancethedconnectioncharactersofthedirect-drivenPMwindpowersystem，anadditionalbatteryenergystoragesystem(BESS)isusedattheDCs

4、ide．Acontrolstrategyforthebi—directionalDC／DCconverterattheenergystoragebatteryisdeveloped，andasimulationmodelwiththewindpowersystemcontainingtheenergystoragebatteryisestablished．Simulationandanalysisismadeofthechangeofrequiredpoweratthegridsideandthedynamicresponsecharacteristicofthesystemincaseof

5、windspeedchange．Thesimulationresultsshowthattheapplicationofthebatteryenergystoragedevicecaneffectivelyenhancethegridconnectioncharacteristicsofthedirect—drivenPMwingpowersystem．Keywords：direct—drivenPMwindpowersystem；batteryenergystoragesystem；bi—directionalDC／DCconverter；controlstrategy；activepow

6、ersmoothingO引言蓄电池因具有寿命长、材料低廉、快速响应、更换和维护费用低、额定功率和额定容量独立、在室温下运行等优良特性，适合大随着常规能源短缺以及生态环境污染的日益严重，风能作为一种清洁可再生能源，越来越受到各国的青睐。但是风速具有波规模电力储能，是当前市场上应用最为广泛的储能系统。因此研究含蓄电池储能的风电系统具有现实的意义一。动性、随机性及不确定性等特点，而发电机输出功率和风速密切相关，将会导致发电机输出功率的波动比较大，给大规模的风电本文在直驱永磁风力发电系统的基础上针对直流侧增加蓄并网带来诸多挑战。为了改善风电并网中电能的质量，希望风电电池储能装置，设计了电池侧双向DC

7、／DC变换器的控制策略，详机组在风速波动的情况下也能产生比较平滑的有功功率输出⋯。细分析了当风速变化，输出功率指令恒定时，储能系统平抑风功利用蓄电池储能系统功率双向流动的特点，通过储能系统的控制率波动和风速不变，电网侧需求功率变化时系统的动态响应过对风电输出功率进行部分“削峰填谷”，将极大地改善风电的并程，并通过仿真验证系统模型以及控制策略的正确性。网特性，提高风电供电的可靠性J。1含蓄电池储能的永磁直驱风电