考虑飞轮储能的风电场有功功率平滑控制

doi:10.3969/j.issn.2095-4239.2015.02.011

储能科学与技术 ›› 2015, Vol. 4 ›› Issue (2): 194-197.doi: 10.3969/j.issn.2095-4239.2015.02.011

考虑飞轮储能的风电场有功功率平滑控制

刘颖明, 徐中民, 王晓东

沈阳工业大学电气工程学院,辽宁沈阳 110021

收稿日期:2014-11-30 出版日期:2015-04-19 发布日期:2015-04-19
通讯作者: 刘颖明（1973—）,男,博士,副教授,主要从事风力发电技术等方面的研究,E-mail：13555730215@163.com。
作者简介:刘颖明（1973—）,男,博士,副教授,主要从事风力发电技术等方面的研究,E-mail：13555730215@163.com。
基金资助:
国家“863”计划项目（2013AA050802）

Power smoothing control for wind farms using flywheel based energy storage

LIU Yingming, XU Zhongmin, WANG Xiaodong

School of Electrical Engineering,Shenyang University of Technology,Shenyang 110021,Liaoning,China

Received:2014-11-30 Online:2015-04-19 Published:2015-04-19

摘要/Abstract

摘要： 在风电场增设飞轮储能装置可以有效地平抑风电场的功率波动,提高电网的风电接纳能力。本文采用在风电场出口母线处接入飞轮储能装置,通过分析风电系统和飞轮储能装置的特性,提出了一种基于瞬时功率理论的有功功率平滑控制策略。在传统低通滤波器的基础上,增加高通滤波器,对网侧有功功率的快速扰动成分进行处理,最终通过低通、高通滤波器来获得飞轮装置的补偿功率,达到对网侧有功功率波动进行抑制的目的。最后利用Matlab/Simulink进行仿真验证,仿真结果表明,文中的控制策略可以较好地实现电网侧有功功率的平滑控制,减小有功功率波动。

关键词: 风力发电系统, 飞轮储能, 瞬时功率理论, 有功功率, 平滑控制

Abstract: This paper proposes the use of a flywheel based energy storage device at the power output end of wind farms. A control strategy is put forward based on the characteristics of both wind farms and flywheels. The proposed system is simulated in the Matlab/Simulink environment. The results show that the proposed control strategy could attain the target of smoothing grid side active power and reduce fluctuations of active power.

Key words: wind power generation system, flywheel energy storage, the instantaneous power theory, active power, smoothing control

中图分类号:

TK82

刘颖明, 徐中民, 王晓东. 考虑飞轮储能的风电场有功功率平滑控制[J]. 储能科学与技术, 2015, 4(2): 194-197.

LIU Yingming, XU Zhongmin, WANG Xiaodong. Power smoothing control for wind farms using flywheel based energy storage[J]. Energy Storage Science and Technology, 2015, 4(2): 194-197.

参考文献

[1] Xue Yingcheng（薛迎成）,Tai Nengling（邰能灵）,Song Kai（宋凯）, et al . Smoothing control strategy on power fluctuation of power filtering based wind farm[J]. East China Electric Power （华东电力）,2011,39（3）：454-458.
[2] Ye Hangye（叶杭冶）,Pan Donghao（潘东浩）. Dynamic analysis of variable speed and pitch controlled wind turbines[J]. Acta Energiae Solaris Sinica （太阳能学报）,2007,28（12）：1321-1328.
[3] Juan M M,Alejandro M,Antonio G. Frequency regulation contribution through variable speed wind energy conversion systems[J]. IEEE Transctions on Power Systems ,2008 ,24（1）：173-181.
[4] Liao Yong（廖勇）,He Jinbo（何金波）,Yao Jun（姚骏）, et al . Power smoothing control strategy of direct-driven permanent magnet synchronous generator for wind turbine with pitch angle control and torque dynamic control[J]. Proceedings of the CSEE （中国电机工程学报）,2009,29（18）：71-77.
[5] Zhang Buhan（张步涵）,Zeng Jie（曾杰）,Mao Chengxiong（毛承雄）, et al . Application of series-parallel energy storage system with super-capacitor in wind power generation[J]. Electric Power Automation Equipment （电力自动化设备）,2008,28（4）：1-4.
[6] Kong Dequn（孔德群）,Pei Yanmin（裴艳敏）,Xing Liye（邢立业）, et al . Metallic materials for flywheel rotors[J]. Energy Storage Science and Technology （储能科学与技术）,2014,3（1）：30-35.
[7] Yu Hang（宇航）.利用储能系统平抑风电功率波动的仿真研究[D]. Changchun：Northeast Dianli University,2010.
[8] Zhang Weiyu（张维煜）,Zhu Huangqiu（朱熀秋）. Key technologies and development status of flywheel energy storage system[J]. Transactions of China Electrotechnical Society （电工技术学报）,2011,26 （7）：141-146.
[9] Wang Changkai（王长恺）,Yin Huajie（尹华杰）. System design and PI parameter calibration of three-phase voltage source PWM rectifier[J]. Electric Drive （电气传动）,2011,41（3）：41-45.
[10] Xiong Xian（熊倩）,Liao Yong（廖勇）. Power smoothing control strategy for direct-driven wind power system with flywheel energy storage system[J]. East China Electric Power （华东电力）,2012,40（9）：1533-1539.
[11] Hu Xuesong（胡雪松）,Sun Caixin（孙才新）,Liu Ren（刘刃）, et al . An active power smoothing strategy for direct-driven permanent magnet synchronous generator based wind turbine using flywheel energy storage[J]. Automation of Electric Power Systems （电力系统自动化）,2010,34（13）：79-83.

[1]	杨孝杰, 王海云, 蒋中川, 宋章华. 应用于飞轮储能的BLDC电机功率双向流动策略设计[J]. 储能科学与技术, 2022, 11(7): 2233-2240.
[2]	高峻泽, 柳亦兵, 周传迪, 何海婷, 武鑫. 飞轮用永磁悬浮轴承的磁路设计及磁力解析模型[J]. 储能科学与技术, 2022, 11(5): 1437-1445.
[3]	周勇, 陈香玉, 简霖, 王扶辉, 田德高, 韩传军. 游梁式抽油机飞轮储能系统设计及实验[J]. 储能科学与技术, 2022, 11(2): 593-599.
[4]	陈玉龙, 武鑫, 滕伟, 柳亦兵. 用于风电功率平抑的飞轮储能阵列功率协调控制策略[J]. 储能科学与技术, 2022, 11(2): 600-608.
[5]	于苏杭, 郭文勇, 滕玉平, 桑文举, 蔡洋, 田晨雨. 飞轮储能轴承结构和控制策略研究综述[J]. 储能科学与技术, 2021, 10(5): 1631-1642.
[6]	戴兴建, 胡东旭, 张志来, 陈海生, 朱阳历. 高强合金钢飞轮转子材料结构分析与应用[J]. 储能科学与技术, 2021, 10(5): 1667-1673.
[7]	张兴, 阮鹏, 张柳丽, 田刚领, 祝保红. 飞轮储能装置性能测试[J]. 储能科学与技术, 2021, 10(5): 1674-1678.
[8]	何林轩, 李文艳. 飞轮储能辅助火电机组一次调频过程仿真分析[J]. 储能科学与技术, 2021, 10(5): 1679-1686.
[9]	李红, 储江伟, 孙术发, 李宏刚. 车载电磁耦合飞轮储能系统的特性[J]. 储能科学与技术, 2021, 10(5): 1687-1693.
[10]	张兴, 阮鹏, 张柳丽, 李娟, 田刚领, 胡东旭, 祝保红. 飞轮储能在华中区域火电调频中的应用分析[J]. 储能科学与技术, 2021, 10(5): 1694-1700.
[11]	兰晨, 李文艳. 两种变厚度空心储能飞轮的应力特性[J]. 储能科学与技术, 2021, 10(3): 1080-1087.
[12]	祝保红, 李光军, 李树胜, 崔亚东. 基于储能飞轮的油井发电机功率补偿与节能应用[J]. 储能科学与技术, 2021, 10(3): 1088-1094.
[13]	李红, 储江伟, 孙术发, 刘贺. 车用飞轮混合动力系统的应用进展[J]. 储能科学与技术, 2021, 10(2): 534-543.
[14]	李汶灿, 吕静亮, 姜新建, 张信真. 基于多模式协调的飞轮储能系统故障穿越控制方法[J]. 储能科学与技术, 2020, 9(6): 1905-1916.
[15]	汪军水, 戴兴建, 徐旸, 皮振宏. 高速储能飞轮转子芯轴-轮毂连接结构优化设计[J]. 储能科学与技术, 2020, 9(6): 1806-1811.

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Power smoothing control for wind farms using flywheel based energy storage

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