應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電機(jī)組的飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)建模與仿真研究.pdf

1、隨著化石能源危機(jī)、大氣污染等問(wèn)題的日益突出，近年來(lái)世界范圍內(nèi)新能源發(fā)展十分迅猛。風(fēng)力資源較為豐富且風(fēng)電在價(jià)格、表現(xiàn)以及可靠性上日益具有競(jìng)爭(zhēng)力，風(fēng)電已逐漸占據(jù)全球新能源發(fā)電的主要市場(chǎng)。由于風(fēng)速具有隨機(jī)性和間歇性等特征，導(dǎo)致風(fēng)機(jī)出力不平穩(wěn)，因此無(wú)論對(duì)小型獨(dú)立風(fēng)電系統(tǒng)還是大型并網(wǎng)型風(fēng)電機(jī)組，應(yīng)用儲(chǔ)能裝置對(duì)確保負(fù)載安全工作、提高供電質(zhì)量都具有不可或缺的重要作用。相比化學(xué)電池蓄能、抽水儲(chǔ)能、超級(jí)電容儲(chǔ)能等，飛輪儲(chǔ)能具有儲(chǔ)能密度大、使用壽命長(zhǎng)、對(duì)環(huán)

2、境要求低及維護(hù)成本低等優(yōu)點(diǎn)。本文針對(duì)飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)及其在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用特性開(kāi)展建模和仿真研究，選題具有較好的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文在論述風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)原理和有關(guān)數(shù)學(xué)模型的基礎(chǔ)上，給出了應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)整體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；在MATLAB/Simulink環(huán)境下分別建立了風(fēng)電發(fā)電系統(tǒng)和飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的仿真模型；將飛輪儲(chǔ)能裝置應(yīng)用于獨(dú)立型風(fēng)力系統(tǒng)和并網(wǎng)型風(fēng)力系統(tǒng)，針對(duì)兩種情況分別進(jìn)行仿真建模，對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行特性進(jìn)行深入

3、分析?？紤]到飛輪在運(yùn)行時(shí)有三種工作模式：充電模式、放電模式以及保持模式，本文飛輪充電系統(tǒng)采用速度電流雙閉環(huán)控制，通過(guò)速度控制模塊、霍爾信號(hào)測(cè)量模塊等實(shí)現(xiàn)電流的閉環(huán)控制；放電過(guò)程采用電壓外環(huán)、轉(zhuǎn)速內(nèi)環(huán)的雙閉環(huán)控制，同時(shí)隨著飛輪本體的轉(zhuǎn)速下降，反電勢(shì)下降，為了保證機(jī)端電壓的穩(wěn)定，加入升壓斬波電路穩(wěn)定輸出電壓。
　　本文仿真研究結(jié)果表明：對(duì)獨(dú)立風(fēng)力系統(tǒng)，在直流負(fù)載端接入飛輪儲(chǔ)能裝置，當(dāng)風(fēng)速較大時(shí)可儲(chǔ)存多余能量，當(dāng)風(fēng)速小供電不足時(shí)通過(guò)飛輪