飛輪儲能系統(tǒng)提高配電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定控制策略研究.pdf

1、本論文受重慶市自然科學基金（CSTC2009BB6190）和輸配電裝備及系統(tǒng)安全與新技術(shù)國家重點實驗室自主研究項目（2007DA10512709208）的資助。
　　分布式發(fā)電（Distributed Generation，DG）由于具有污染少、能源利用效率高、安裝地點靈活等多方面優(yōu)點得以快速發(fā)展，由于分布式發(fā)電具有諸多優(yōu)點，配電網(wǎng)中開始接入分布式發(fā)電機，這些小型或微型的DG包括同步發(fā)電機（Synchronous Generato

2、r，SG）、感應發(fā)電機（Induction Generator，IG）和經(jīng)過電力電子接口的電源。DG的接入改變了配電網(wǎng)只是單純從主網(wǎng)接收和消耗電能的方式，但可能會影響配電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。就地動態(tài)補償或儲能設(shè)備的利用能有效改善含DG配電網(wǎng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。飛輪儲能系統(tǒng)（Flywheel Energy Storage System，F(xiàn)ESS）因具有較長的使用壽命、較高的環(huán)境友好性和較低的單位儲能成本等優(yōu)勢成為當下極具實用前途的一種儲能技術(shù)。本文

3、在FESS及變流器和控制模型的基礎(chǔ)上，研究了FESS對含IG和SG的配電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性提高的作用，提出了FESS的控制策略。論文主要內(nèi)容如下：
　?、偬接懥薋ESS的現(xiàn)狀和優(yōu)勢，分析了DG接入配電網(wǎng)后的影響及配電網(wǎng)中存在的暫態(tài)穩(wěn)定性問題，研究了目前采用的提高配電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性的措施及不足，論證了采用FESS提高配電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定的可行性。
　?、谘芯苛薋ESS的特性，建立了飛輪及儲能電機的五階數(shù)學模型。選擇感應電機作為飛輪的儲能電機

4、，將飛輪等效為感應電機的附加轉(zhuǎn)動慣量；通過坐標變換，將三相靜止坐標系中多變量、高階、非線性和強耦合的儲能電機模型在dq同步旋轉(zhuǎn)坐標系中簡化，得到了同步旋轉(zhuǎn)坐標系中的五階數(shù)學模型。
　?、鄯治隽薙G和IG的暫態(tài)穩(wěn)定特性，從提高配電網(wǎng)暫態(tài)穩(wěn)定性的角度，提出了FESS雙向PWM變流器的控制策略。電機側(cè)變流器采用磁場定向控制策略，該策略對電網(wǎng)電壓波動具有更好的魯棒性，并且易于實現(xiàn)；電網(wǎng)側(cè)變流器采用串級控制方案，獨立控制有功和無功。