随着社会发展和人口增长,人类面临传统能源相对短缺和环境污染日趋严重的问题,人们越来越青睐于无污染的新能源发电技术。风力发电是新能源发电中的典型代表,其装机容量在近十年中飞速上升,风力发电量已经在电网总容量中占据不容忽视的比例。由于风能的间歇性和大规模并网后影响了顺利并网,具有能量暂存能力的储能系统逐渐与风力发电一起构成了风储发电系统,目前风储发电系统已经成为学术界的研究热点并得到电力行业的普遍重视。风储的结合为新能源的大规模发展创造了条件,但是仍然存在需要解决的问题。一方面,发电系统复杂程度的提高使系统受到的干扰影响随之增加;另一方面,发电系统规模不断扩大,必须满足更高的电网接入要求。因此,如何使风储发电系统在内、外部多种干扰因素的影响下保持稳定运行并输出高质量的电能是目前研究的重点。在风储发电系统并网发电过程中,为了消除和降低各个方面干扰的不利影响,保持系统稳定运行并确保系统并网输出功率的高品质和可控性,本文从以下几个方面开展了研究工作:1.结合电网对风电场接入电力系统的相关规范和风储发电系统的运行原理,从系统的输入、输出和系统内部这三个方面讨论风储发电系统受到的各种干扰,研究了影响系统稳定运行的关键问题,即风速波动影响系统稳定运行并造成功率波动、电网故障时电压瞬间跌落引起机组脱网和储能逆变器的谐波干扰问题。2.为了尽量消除风速波动对系统的影响,研究风力发电机组的运行状态,分别针对控制系统计算能力受限和有较强计算能力两种情况提出了基于灰色理论的超短期功率预测方法,并对机组进行合理分类,提出了兼顾减少系统设备启停次数和满足电网调度功率输出目标的目标优化策略,从而降低了风速波动对系统运行和发电质量的影响。3.为避免电网故障干扰风电变流器和储能逆变器的正常工作,提出了自适应电流给定控制方法实现储能逆变器的低电压穿越,并将滑模变结构控制方法用于双馈型风力发电机组,降低了电网电压瞬间跌落对系统的影响。将所提控制方法与传统矢量控制进行仿真对比,其结果验证了本文所提方法的有效性。4.为减小谐波对系统运行的干扰,研究了三相和单相储能逆变器运行原理和谐波成因。提出在三相储能逆变器中采用重复控制和PR控制减少谐波,在单相储能逆变器中采取过零点电流提前换相方法来实现谐波抑制,通过建模和仿真验证了方法的有效性。5.本文对以上各项关键技术都进行了相应的实验验证。首先,选择适当的风电场进行了风电功率预测和功率分配实验。升功率和降功率控制两个方面的测试结果表明所提方法能够使机组输出功率快速响应电网调度的要求,同时又避免了机组频繁启停造成系统运行不稳定的现象。其次,搭建储能逆变器实验平台进行了谐波抑制实验。测试结果表明各次谐波含量均达到电网并网的相关要求,而且总谐波含量明显优于接入电网规范中所要求的指标。最后,分别针对风电变流器和储能逆变器搭建低电压穿越的实验平台,按照电网对于低电压穿越的相关规范进行了不同电压跌落深度的测试。实验结果表明,相关发电设备均能在电网电压瞬间跌落过程中稳定运行,并在电网电压恢复后迅速回到正常功率输出状态,顺利实现了低电压穿越。