[發明專利]一種風力發電系統中抑制輸入電網功率波動的控制方法

無效

• 申請號: 200810017430.9
• 申請日: 2008-01-29
• 公開（公告）號: CN101232268A
• 公開（公告）日: 2008-07-30
• 發明（設計）人: 劉進軍;李晶;袁敞;楊超
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: H02P9/48
• 分類號: H02P9/48;H02J3/28
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司
• 代理人: 陸萬壽

技術領域

本發明涉及風力發電系統領域，尤其涉及抑制輸入電網功率波動的控制方法，具體地說是利用直流側電容來抑制功率波動的控制方法。

背景技術

近年來，隨著能源危機及環境問題的不斷加劇，各國政府都將注意力放于能源探求上。可再生能源中的風能因為其儲量較大，無污染，趨于產業化而備受關注。風電系統本身的造價及成本較高，故風場經營者都追求最大風能利用來提高系統的利用率。同時，風本身具有隨機性和變化性，風能和風速的三次方成正比，在風速劇烈變化時風能的變化更為劇烈。當容量較大的風力發電系統連入電網或者在偏遠地區單獨給負載供電時，前者由于給電網注入的不斷波動的功率會給電力系統帶來頻率穩定性的影響，后者同樣由于輸出功率的波動而給負載帶來影響。

通過文獻檢索發現，風力發電系統的研究專家們提出了多種解決風力發電系統中功率波動的方法，主要可分為兩類，一類是利用槳距角的控制捕獲相對平滑的風能；另一類是利用儲能元件來對能量的流動進行控制。第一類中.T.Senjyu.、R.Sakamoto.等學者在文獻1.″Output?Power?Leveling?of?WindTurbine?Generator?for?All?Operating?Regions?by?Pitch?Angle?Control″(IEEETransactions?on?Energy?conversion，June?2006，Vol.21，No.2，pp.467-475.)、2.″Output?Power?Leveling?of?Wind?Turbine?Generator?by?Pitch?Angle?Control?UsingAdaptive?Control?Method″(2004?International?Conference?on?Power?SystemTechnology，Nov.2004，Vol.1，Pp.834-839.)、3.″Output?Power?Leveling?of?WindFarm?Using?Pitch?Angle?Control?with?Fuzzy?Neural?Network″(IEEE?PowerEngineering?Society?General?Meeting，June?2006，8?pp，1709377.)、4.″OutputPower?Leveling?of?Wind?Turbine?by?Pitch?Angle?Control?Using?H∞?Control″(Power?Systems?Conference?and?Exposition，2006，PSCE?2006，Oct.-Nov.2006，pp.2044-2049.)中提出在全風速范圍內用諸如自適應控制、模糊神經網絡控制、魯棒控制等對槳距角進行控制以獲得平滑輸入電網功率的效果，該種方法減小了系統的最大風能利用，而且控制較為復雜，槳距角的機械部件需要不斷動作，有較大的機械磨損。第二類中，學者T.Kinio等在文獻″Output?Levelingof?Renewable?Energy?by?Electric?Double-Layer?Capacitor?Applied?for?EnergyStorage?System″(IEEE?Transactions?on?Energy?conversion，Vol.21，No.1，March2006，pp.221-227.)中對以往包含電解電容的儲能電路進行了改進，其容量不依賴于直流側電壓，且減少了串聯電解電容單元的數量，該系統具有較為復雜的結構，需要較為復雜的控制；學者J.D.Boyes等在文獻“Technologies?forEnergy?Storage?Flywheels?and?Super?Conducting?Magnetic?Energy?Storage”(IEEEPower?Engineering?Society?Summer?Meeting，Vol.3，July?2000，pp.1548-1550.)對比了超導儲能系統和飛輪儲能系統，超導儲能系統可以在很短的時間內釋放或吸收大量的功率，相應的需要低溫制冷柜和附帶子系統，飛輪儲能系統將電功率轉化為機械功率，對安裝地點有要求且需要維護。