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由于风能的随机性、波动性和不确定性,风力发电系统输出的功率和频率都受到了很大的影响,使得大规模的风力发电系统不能直接进行并网,严重影响了风力发电的发展,针对这一问题,论文主要研究的是对风力发电系统输出功率进行柔性控制的控制策略。 论文介绍了目前常用的电能存储方式和解决风力发电系统输出功率波动的三种方法,通过分析比较,提出了利用储能装置来对风力发电系统的输出有功功率进行柔性控制的解决方案。确定了利用双PWM变流器作为纽带将风电系统与储能系统相连接的结构。 通过对PWM变流器拓扑结构的分析阐述了其能够使能量双向流动的原理,为储能系统能够吸收和释放电能提供理论依据;建立双PWM变流器在abc三相静止坐标系中的数学模型,通过坐标变换的关系,将数学模型再转换到dq两相旋转的坐标系中,为后续控制策略的研究提供了基础。 对于PWM调制技术,简单介绍了三种主要的PWM调制技术,重点研究了空间矢量调制技术(SVPWM),从该调制技术的原理开始,对其工作状态和输出电压值进行了分析,从而推导出了判断空间矢量所在扇区的计算方法,根据每个矢量所在的扇区计算出了用于合成的各个矢量的作用时间,同时介绍了空间矢量调制技术(SVPWM)在一个采样周期内常规的开关波形。 在对传统的功率理论和瞬时功率理论研究的基础上,对风力发电系统输出有功功率控制采用的是内环外环相结合的控制策略。接近电网侧的PWM变流器主要采用的是直流侧电压和无功功率的外环控制,接近储能侧的PWM变流器则采用的是直接功率控制的策略,双PWM变流器的内环控制均采用的是dq轴电流的解耦控制。对涉及的各种参数值的选定进行了分析计算,通过MATLAB软件进行仿真,来验证控制策略的有效性。仿真结果证明了该控制策略对输出波动功率的柔性控制。 建立飞轮储能系统的模型,通过对飞轮储能系统中飞轮电机的仿真,验证了该系统在有功功率的电信号作用下能够在充放电两种情况下运行,证明了飞轮储能系统在柔性控制中的作用。