[發明專利]基于飛輪儲能的抑制風電機組功率波動的方法及裝置

有效

• 申請號: 201310579452.5
• 申請日: 2013-11-18
• 公開（公告）號: CN103560542A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 劉穎明;王曉東;馬鐵強;王士榮;孫傳宗;李科
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38;H02J3/24;H02J3/30
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍;周智博

1.基于飛輪儲能的抑制風電機組功率波動的方法，其特征在于：本方法將飛輪儲能裝置接入風電機組的功率輸出點，通過調節飛輪儲能系統的飛輪角速度，利用飛輪儲能裝置的動量增量補償風電機組出口的功率，使機組的輸出功率貼近參考值，達到進行消峰填谷、功率平滑和穩定出口電壓的目的。?

2.根據權利要求1所述的基于飛輪儲能的抑制風電機組功率波動的方法，其特征在于：所述風電機組輸出功率參考值采用基于一階低通濾波器的方法確定，將實際的風電場輸出功率曲線通過濾波器，將曲線中快速波動的部分濾掉，得到一條較為平滑的曲線，作為風電場期望輸出功率曲線；?

基于一階低通濾波器的控制策略是將注入電網的功率設計為式中f_c為濾波器的截止頻率；則飛輪儲能系統充放電參考功率為?

此時，經過功率平抑后注入電網的功率的變化率和功率的平滑度都與時間常數T有關；T的值越大，注入電網的功率變化率越小，輸出的功率也就越平滑。?

3.根據權利要求1所述的基于飛輪儲能的抑制風電機組功率波動的方法，其特征在于：飛輪角速度采用模糊自適應變時間常數的濾波器控制方法，具體為：在傳統低通濾波器的基礎上，考慮飛輪的過載情況，即當所需的功率超過飛輪儲能系統可以儲存和釋放的最大能量時，通過調節時間常數控制了飛輪系統的過載和變流器直流電壓的穩定，在變時間常數的濾波器后加上一個模糊調整量，使得飛輪轉速恢復到合理范圍，延長了儲能系統的壽命。?

4.根據權利要求3所述的基于飛輪儲能的抑制風電機組功率波動的方法，其特征在于：模糊自適應變時間常數的濾波器控制方法如下：?

風電場發出的功率為Pw，經過傳統的低通濾波器之后，計算出Pg，并由此推出P_ref；判斷飛輪儲能系統的工作狀態P_ref是否超限，即γ(t)的大小，并執行以下公式：?

當ω_max≥ω≥0.9ω_max時，此時飛輪儲能系統處于較高的儲能狀態，應該讓飛輪儲能系統充電的時候少充電，放電的時候多放電，給定功率減去一個調整值?使飛輪的轉速ω恢復到合理范圍之內；?

當ω_min≤ω≤1.1ω_min時，此時飛輪儲能系統處于較低放電狀態，應該讓飛輪儲能系統充電的時候多充電，放電的時候少放電，給定功率加上一個調整值?使飛輪的轉速ω恢復到合理范圍之內；最后給定值加上調整值得出了我們最終的飛輪功率給定值

5.根據權利要求4所述的基于飛輪儲能的抑制風電機組功率波動的方法，其特征在于：?

模糊自適應的控制的工作步驟如下：?

（1）風電場發出的功率為Pw，經過傳統的低通濾波器之后，計算出Pg，并由此推出P_ref；?

（2）判斷飛輪儲能系統的工作狀態?

P_ref是否超限，即γ(t)的大小，并執行下式：?

其中，式中α_FUUZY=f_FUZZY(δ(t))，其模糊規則表如表1所示，模糊論域為{-1.5,-1,0,1,1.5},模糊語言變量為{NB,NS,ZO,PS,PB}；?

表1?調整時間常數的模糊規則表?

（3）執行時，判定飛輪儲能系統的轉速ω狀態?

當ω_max≥ω≥0.9ω_max時，此時飛輪儲能系統處于較高的儲能狀態，應該讓飛輪儲能系統充電的時候少充電，放電的時候多放電，給定功率減去一個調整值?使飛輪的轉速ω恢復到合理范圍之內；?

當ω_min≤ω≤1.1ω_min時，此時飛輪儲能系統處于較低放電狀態，應該讓飛輪儲能系統充電的時候多充電，放電的時候少放電，給定功率加上一個調整值?使飛輪的轉速ω恢復到合理范圍之內；?

ΔP值的模糊控制規則如表2所示，模糊論域為?

{-1,-0.8,-0.2,0,0.2,0.8,1}，模糊語言變量為{NB,NM,NS,ZO,PS,PM,PB}。?

表2?調整飛輪的轉速ω的模糊規則表?

（4）最終得出飛輪系統的給定功率為：?

。?