【摘要】：人類對能源需求的不斷增加促進了分布式能源發(fā)電的飛速發(fā)展,在眾多分布式發(fā)電技術中,光伏發(fā)電以其清潔無污染且分布廣泛等優(yōu)勢備受矚目,在電力系統(tǒng)中分布廣泛。飛輪儲能具有使用壽命長,轉換效率高,清潔環(huán)保等優(yōu)點,對于提高供電的可靠性與供電的電能質(zhì)量有著重要意義。為滿足大容量儲能的要求,本文將多個飛輪單元并聯(lián)構成飛輪儲能陣列。針對光伏發(fā)電隨機性和波動性的缺陷,將飛輪儲能陣列系統(tǒng)應用于平滑光伏輸出功率的波動,構建光伏-飛輪聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)。本文著眼于飛輪儲能陣列內(nèi)各單元功率分配,從以下幾方面開展了研究:首先,闡述了飛輪儲能的工作原理及系統(tǒng)結構,建立了飛輪儲能系統(tǒng)數(shù)學模型,對比了交流母線并聯(lián)和直流母線并聯(lián)兩種飛輪儲能陣列系統(tǒng)實現(xiàn)方案,本文采用直流母線并聯(lián)的拓撲結構。簡要介紹了光伏發(fā)電系統(tǒng)的特點以及光伏-飛輪聯(lián)合發(fā)電系統(tǒng)的拓撲結構,分析了飛輪單元在不同運行狀態(tài)下的控制方式。然后,針對飛輪儲能陣列系統(tǒng)內(nèi)部各飛輪單元的運行控制,提出了兩種不同的飛輪儲能陣列功率分配策略:第一種是基于一致性算法的功率分配策略,該算法以各飛輪儲能單元應儲存或釋放功率與各單元的充放電裕度比值一致為目標,在每個充放電周期經(jīng)迭代求解出各單元充放電比例系數(shù),從而求出各單元參考功率,同時對各單元最大充放電功率進行約束,有效防止了過充過放。第二種是改進的花朵授粉算法,通過改進加快了算法收斂速度和尋優(yōu)精度,在滿足功率調(diào)度指令的基礎上以飛輪損耗功率最小為目標,對個飛輪單元進行功率分配。最后,使用Matlab/Simulink搭建了飛輪儲能陣列系統(tǒng)模型,對兩種功率分配策略進行了仿真驗證,仿真結果表明:兩種策略均能實現(xiàn)對功率指令的合理分配,飛輪儲能陣列依照功率指令運行可以良好地完成調(diào)度任務。
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM619

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