[发明专利]一种风力发电功率储能平抑系统、控制方法及控制系统

说明书

本发明公开了一种风力发电功率储能平抑系统、控制方法及控制系统，在风力发电系统的直流母线侧引入储能子系统平抑风力发电系统功率，当风速波动的时候，储能子系统可以平抑风力发电系统功率波动，提高风力发电系统并网稳定性，还实现了能源再利用。

技术领域

本发明属于新能源并网技术领域，具体涉及一种风力发电功率储能平抑系统、控制方法及控制系统。

背景技术

能源危机日益严重，环境污染日益加剧，如何更好的开发可再生能源和清洁能源成为了热点问题。风能取之不尽用之不竭，而且对环境没有污染，成为国家大力发展的清洁能源，风电装机容量逐渐变大。

大型永磁直驱风力发电系统多采用的是背靠背的双PWM全功率变流器，这种结构可以实现功率的双向流动，每个变流器也都可以采用独立的矢量控制系统，最终将风能转化为符合并网要求的电能。但是，由于风速具有随机性和波动性，风电系统输出的功率也就具有不确定性，并网时会影响电网的稳定可靠运行，进而影响电网运行的稳定性和经济性。

发明内容

本发明的目的是提供一种风力发电功率储能平抑系统、控制方法及控制系统，以解决风速波动的时候，风力发电系统功率波动的问题。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种风力发电功率储能平抑系统，包括机侧子系统、网侧子系统和储能子系统；

所述机侧子系统包括依次连接的风机、永磁同步电机和机侧变流器，所述网侧子系统包括依次连接的网侧变流器和交流电网；所述机侧变流器的直流侧以及网侧变流器的直流侧之间通过直流母线连接；

所述储能子系统包括储能装置，所述储能装置与所述直流母线相连接；

当永磁同步电机的发出功率比网侧子系统需求功率高时，储能装置充电；当永磁同步电机的发出功率比网侧子系统需求功率低时，储能装置放电。

优选的，所述储能装置为锂电池。

优选的，所述储能装置与所述直流母线之间连接有双向DC/DC变换器。

优选的，所述储能装置与直流母线之间还连接有电感L_b。

优选的，所述网侧变流器和交流电网之间连接有网侧电感L和网侧电阻R。

本发明提供的另一个技术方案是：

一种控制方法，用于所述的风力发电功率储能平抑系统，包括如下步骤：

将网侧子系统功率的参考值p_gref和实际值p_g的差作为输入，经过PI控制器得到储能装置电流的参考值i_bref；

将储能装置电流参考值i_bref和实际值i_b做差，经过PI控制器获得PWM波的占空比；经过调制得到两路开关信号G₁和G₂；

输出G₁和G₂控制储能子系统的双向DC/DC变换器内上下管导通或关断，实现储能装置的充放电。

优选的，p_g的计算方式如下：

将两相旋转坐标系的d轴定向于电网电压矢量的方向，u_gq＝0，

式中：u_gd、u_gq是网侧变流器输出电压的d、q轴分量，i_gd、i_gq是网侧变流器输出电流的d、q轴分量。

优选的，u_gd、u_gq的计算方式如下：