基于釩電池儲能系統的風電場并網功率平抑控制

曹強

摘要：隨著國內 GW 級風電場的建設、風電裝機容量的不斷提高和風力發電規模的不斷增大，越來越多的大中型風電場相繼直接并網運行，風力發電在電力系統中所占的比重將越來越大，風電場輸出功率的波動性給電網運行帶來的不利影響亟待解決。本文對此進行了分析。

關鍵詞：風電并網；儲能；釩電池；功率控制；變結構控制

一、直驅風力發電機組的控制系統

本文中的風電場由多臺直驅永磁同步風力發電機組成，單臺直驅永磁同步風力發電系統的控制原理如圖1所示，其主要包括：風力機、永磁同步發電機、雙PWM變流器及控制系統4個部分。

二、儲能系統變流器的數學模型

儲能系統變流器的數學模型是研究其控制策略的基礎。針對儲能系統雙向AC/DC變流器的數學模型，本文采用電網電壓定向矢量控制，選取d軸與電網電壓綜合矢量重合，即ed=um，eq=0，則在d-q坐標系下，儲能系統雙向AC/DC變流器的暫態數學模型變為

3.2電流控制環設計

3.2.1狀態反饋精確線性化解耦狀態反饋精確線性化的基本思想，是通過選擇適當的坐標變換和狀態反饋，使系統在全局范圍內線性化。

五、結語

5.1采用狀態反饋精確線性化方法和變指數趨近律所設計的變結構控制器，能保證VRB儲能系統在風速變化時進行快速充放電，平抑風電場輸出波動，且變結構控制的效果優于PI控制；

5.2采用狀態精確線性化方法實現了儲能系統雙向AC/DC變流器的線性化解耦控制，VRB儲能系統輸出的有功和無功功率可獨立調節。釩電池自身結構復雜，在實際運行中可能存在過充放電的情況，因此結合釩電池組的能量管理控制策略一起研究將是今后研究的關注點。

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