超級電容器儲能在風電電壓質(zhì)量改善中的應(yīng)用

【摘要】：風電接入電網(wǎng),對系統(tǒng)的電能質(zhì)量產(chǎn)生了許多不利影響。而超級電容器具有功率密度大、充放電速度快、使用壽命長、維護較少等優(yōu)點,適宜將其應(yīng)用到風電接入后的電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置中來。本文基于超級電容器建立了電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)模型,并分析了超級電容器在風力發(fā)電系統(tǒng)電壓暫降、諧波抑制等電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)中的良好特性?；诔夒娙萜鞯娘L電系統(tǒng)主結(jié)構(gòu)模型,如圖1所示。變流器的控制環(huán)節(jié)采用雙閉環(huán)控制結(jié)構(gòu),對有功和無功解耦后,分別進行控制。圖2為變流器控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。超級電容器兩端的電壓及其所攜帶的電能也需要進行控制和約束。圖3為雙向直流變換器,采用雙閉環(huán)控制,保持直流電壓不變,同時避免充放電電流過流。未加裝變流器時,發(fā)電機出口在風機并網(wǎng)時的電壓波形如圖4所示。通過上述模型在電壓暫降、電壓波動時,調(diào)節(jié)變流器的輸出,可以補償?shù)涞碾妷?其結(jié)果如圖5所示。但由于系統(tǒng)中電力電子器件的緣故,在抑制電壓暫降的過程中會產(chǎn)生較大的諧波。為了抵消諧波對控制效果的影響,本文選用了基于超級電容器的雙調(diào)諧濾波器,作為諧波的濾除工具,其結(jié)構(gòu)如圖6所示。該濾波器結(jié)構(gòu)基于傳統(tǒng)的雙調(diào)諧濾波器,用超級電容器組替換模型中的電容C_1和C_2,增強了該結(jié)構(gòu)中電容的容量和響應(yīng)速度,還可以在一定程度上提高濾波器的使用壽命。濾波前后的波形分別如圖7和圖8所示,證明超級電容器在改善諧波方面具有良好的效果。本文通過PSCAD仿真表明,超級電容器在改善風電并網(wǎng)的電壓質(zhì)量問題具有良好的效果。 【作者單位】：上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院,化學(xué)化工學(xué)院
【關(guān)鍵詞】：超級電容器 風機開網(wǎng) 電壓質(zhì)量 電壓暫降 諧波
【分類號】：TM53;TM614
【正文快照】： 超級電容器儲能在風電電壓質(zhì)量改善中的應(yīng)用@管晟超$上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院,化學(xué)化工學(xué)院!上海200240 @程浩忠$上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院,化學(xué)化工學(xué)院!上海200240 @方斯頓$上海交通大學(xué)電子信息與電氣工程學(xué)院,化學(xué)化工學(xué)院!上海200240 @楊堤$

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