【摘要】：隨著化石能源危機(jī)、大氣污染等問題的日益突出,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)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)通過飛輪釋放電能,可保證負(fù)載在額定電壓下正常工作;對(duì)并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng),當(dāng)風(fēng)機(jī)并網(wǎng)功率波動(dòng)較大時(shí),通過在網(wǎng)側(cè)前并入飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)補(bǔ)償有功無(wú)功功率,可有效緩減對(duì)系統(tǒng)沖擊。
【圖文】：

葉尖速比 圖 2-1 風(fēng)能利用系數(shù)與葉尖速比關(guān)系直驅(qū)同步發(fā)電機(jī)選取及原理中介紹到，相比雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)控制方式的復(fù)雜，永磁同接時(shí)不需要齒輪箱，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，故本文采用永磁同步發(fā)和電機(jī)之間的齒輪箱面臨最大的問題就是一般發(fā)電機(jī)的速發(fā)電機(jī)，相比電勵(lì)磁結(jié)構(gòu)，永磁結(jié)構(gòu)適合多極低速結(jié)構(gòu)去電刷和滑環(huán)，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)并且滿足要求。永磁同步電機(jī)的：

葉尖速比 圖 2-1 風(fēng)能利用系數(shù)與葉尖速比關(guān)系驅(qū)同步發(fā)電機(jī)選取及原理介紹到，相比雙饋感應(yīng)發(fā)電機(jī)控制方式的復(fù)雜，永磁時(shí)不需要齒輪箱，簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，故本文采用永磁同步電機(jī)之間的齒輪箱面臨最大的問題就是一般發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)，，相比電勵(lì)磁結(jié)構(gòu)，永磁結(jié)構(gòu)適合多極低速結(jié)電刷和滑環(huán)，簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)并且滿足要求。永磁同步電機(jī)風(fēng)能利用
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TM315

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊蘋;馬藝瑋;;儲(chǔ)能技術(shù)在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用[J];系統(tǒng)科學(xué)與數(shù)學(xué);2012年04期

2 李保軍;王志新;吳定國(guó);;飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電過程建模與仿真研究[J];工業(yè)控制計(jì)算機(jī);2011年12期

3 王黎;趙云麗;李衛(wèi)東;;飛輪儲(chǔ)能的仿真系統(tǒng)研究[J];電網(wǎng)與清潔能源;2010年11期

4 程啟明;程尹曼;汪明媚;王映斐;;風(fēng)力發(fā)電中風(fēng)速測(cè)量技術(shù)的發(fā)展[J];自動(dòng)化儀表;2010年07期

5 王秋香;張謙;王雙嶺;;新型立軸風(fēng)力機(jī)的建模及控制策略研究[J];中原工學(xué)院學(xué)報(bào);2009年01期

6 魯闖;朱東柏;沈中元;劉密富;張小新;;直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)MPPT控制方法的研究[J];電測(cè)與儀表;2008年08期

7 黃宇淇;姜新建;邱阿瑞;;飛輪儲(chǔ)能能量回饋控制方法[J];清華大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2008年07期

8 王聰;劉永前;;風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的建模與仿真研究[J];中國(guó)電力教育;2006年S1期

9 金增,包能勝,陳慶新,姜桐;風(fēng)力機(jī)系統(tǒng)的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型辨識(shí)[J];太陽(yáng)能學(xué)報(bào);1998年02期

10 鄭黎明,姜桐;大型水平軸風(fēng)力機(jī)動(dòng)態(tài)分析[J];機(jī)電工程;1998年02期

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 姚陽(yáng);飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)中高速永磁無(wú)刷直流電機(jī)的設(shè)計(jì)與充放電控制的仿真研究[D];浙江大學(xué);2015年

2 張學(xué)智;風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)速測(cè)算方法研究[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2014年

3 張海;飛輪儲(chǔ)能對(duì)永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)特性的改善研究[D];上海電力學(xué)院;2013年

4 董雷;風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的風(fēng)速預(yù)測(cè)及控制策略研究[D];北京化工大學(xué);2012年

5 李勇;飛輪電池在獨(dú)立運(yùn)行式風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[D];蘭州理工大學(xué);2012年

6 常波;基于Matlab/Simulink的直驅(qū)式永磁風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的建模與仿真[D];南京理工大學(xué);2012年

7 聶晶鑫;風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中儲(chǔ)能技術(shù)的研究[D];西南交通大學(xué);2011年

8 王黎;飛輪儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的仿真研究[D];大連理工大學(xué);2010年

9 李揚(yáng);永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的模擬仿真及MPPT方法研究[D];燕山大學(xué);2010年

10 馬威;基于永磁同步發(fā)電機(jī)的直驅(qū)式風(fēng)電系統(tǒng)建模與仿真[D];蘭州理工大學(xué);2010年

本文編號(hào)：2551431