基于全钒液流电池的大规模风电并网技术

【摘要】：风电装机容量在不断地提高,其波动性与随机性将对电网的安全稳定运行造成了威胁,对此,风电并网规范的要求也在不断地提高,本文以双馈型风力发电系统为研究对象,研究利用储能技术提高风力发电系统的稳定性和可靠性的技术手段。 首先介绍了现有的储能技术,根据风电对储能的技术要求与全钒液流电池的特点,选择全钒液流电池作为大规模风电场的储能系统。通过对全钒液流电池原理的分析,以及全钒液流电池系统参数,基于PSCAD/EMTDC建立了其电气模型,利用仿真研究了其充放电的荷电状态区间,以及功率特性。 其次分析了双馈异步发电机的原理,建立了在三相abc静止坐标系和d ? q旋转坐标系下的双馈异步发电机数学模型,建立了双馈异步发电机基于定子磁链定向矢量控制的转子侧PWM变换器控制策略和基于定子电压定向的网侧PWM变换器矢量控制策略。并对电网电压跌落时双馈异步发电机转子暂态电势进行分析。 根据全钒液流电池不同的安装方案,对风储联合系统进行仿真,通过与不加储能的风力发电系统的比较,仿真结果证明全钒液流电池能够动态吸收风力发电机输出功率的波动,当全钒液流电池并联于直流母线处时,在电压跌落的时候能够基本维持直流母线电压,保护直流电容不受过电压威胁;当全钒液流电池并联于并网点低压母线处,当电压跌落时能迅速够提供无功功率,提供电压支撑。 【关键词】：双馈异步发电机 全钒液流电池 矢量控制 低电压穿越
【学位授予单位】：华中科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：TM614;TM912
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-17
• 1.1 选题的目的与意义8
• 1.2 国内外风力发电发展现状8-10
• 1.3 风力发电技术的研究现状10-12
• 1.4 风力发电并网存在的问题及研究现状12-16
• 1.5 论文的主要内容16-17
• 2 全钒液流电池的工作原理与数学模型17-28
• 2.1 储能技术的选择17-21
• 2.2 全钒液流电池的数学模型21-25
• 2.3 充放电特性仿真25-27
• 2.4 本章小结27-28
• 3 双馈异步发电机的数学模型与控制策略28-47
• 3.1 双馈异步发电机的原理28-30
• 3.2 双馈异步发电机的数学模型30-35
• 3.3 双馈异步发电机变流器控制策略35-44
• 3.4 电网电压跌落时DFIG 的暂态分析44-46
• 3.5 本章小结46-47
• 4 全钒液流电池在双馈异步风电场中的应用方案47-63
• 4.1 全钒液流电池安装方案47-48
• 4.2 直流侧并联钒电池的双馈异步发电机系统48-58
• 4.3 交流侧并联钒电池的双馈异步发电机系统58-62
• 4.4 本章小结62-63
• 5 全文总结63-64
• 致谢64-65
• 参考文献65-69

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