結合混合儲能系統的STATCOM在風電場中的應用研究.pdf

1、隨著全球能源危機日趨嚴重，以風能、太陽能為主的新能源逐漸成為人們關注的焦點。但是風電、光伏等新能源由于其自身固有的波動性、間歇性、不確定性等特點，導致其規(guī)?；⒕W給電網互聯安全運行、電網調頻、備用容量的規(guī)劃帶來很大的挑戰(zhàn)。在大型風儲工程中，裝設無功補償裝置與儲能系統能夠很好的解決上述問題。若兩者分別設置，勢必造成成本高、占地面積大等缺點，若能將兩者適當結合，則能極大提升大型風儲工程的經濟性。基于此，本文進行了結合超級電容和鋰電池的混合儲

2、能系統的級聯多電平STATCOM，即靜止無功補償裝置，本文設計為一種級聯多電平變流器，主要開展了以下工作。
　　1.研究了以鋰電池和超級電容為基礎的混合儲能系統(HESS，Hybrid EnergyStorage System)，對兩種儲能技術各自特性和模型進行研究。為了能夠更加精確快速的進行充放電管理，對比分析了混合儲能系統的混合方式，采用兩種儲能裝置均通過DC/DC環(huán)節(jié)的混合方式接入變流器直流側。為了防止儲能系統過充和過放，給

3、出了一種同時考慮蓄電池SOC和超級電容端電壓的DC/DC變換器控制策略。最后根據蓄電池和超級電容各自的特點提出了一種基于復合濾波算法的平抑風電功率波動的控制策略，其優(yōu)點是能夠降低超級電容的設計容量、降低鋰電池的充放電頻率從而延長儲能系統的壽命。
　　2.研究了級聯多電平STATCOM的拓撲結構及其工作原理，闡述了級聯多電平拓撲在結合儲能系統方面的優(yōu)勢，建立了級聯多電平STATCOM的數學模型。研究了其基于瞬時無功功率理論的p-q分

4、解法、電壓電流雙閉環(huán)解耦控制策略、移相載波PWM調制策略。分析了直流電壓不平衡的原因，利用電壓外環(huán)分級控制的方法實現了直流電容電壓的穩(wěn)定控制。
　　3.根據前述混合儲能系統和級聯多電平型STATCOM，將兩者結合提出了STATCOM/HESS的拓撲結構。通過對拓撲結構進行簡化等效，進而分析得到其數學模型。利用park變換，實現了有功和無功的獨立解耦控制。在此基礎上，提出了一種考慮STATCOM/HESS容量限制的動態(tài)綜合補償的協調