风力发电系统中储能技术的研究

《风力发电系统中储能技术的研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、西南交通大学硕士研究生学位论文第1II页目录第1章绪论⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．11．1选题的背景⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯11．2世界风电产业发展⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯21．3风力发电技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯41．3．1风力机功率控制技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯41．3．2风力发电机控制技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．51．3．3风力发电存在的问题⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯71．4本文的研究内容⋯⋯

2、⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯7第2章风力发电系统数学模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯92．1风速与风力机数学模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯92．1．1风速模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．92．1．2风力机特性⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．102．1．3功率运行方式⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．112．2双馈风力发电机数学模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．122．2．1双馈感应发电机基本数学模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一122．2．2

3、双馈感应发电机矢量控制⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。：⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯152．2．3网侧PWM变流器及直流侧模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．162．3本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．19第3章储能技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯一203．1储能技术的介绍⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯203．1．1物理储能技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯2l3．1．2电磁储能技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。223．1．3电化学储能技术⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

4、⋯．．233．2分析适于风力发电储能的技术及特点⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．253．2．1超级电容及其模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．253．2．2磷酸铁锂电池⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．283．2．3钠硫电池⋯⋯⋯_⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯293．2．2钒流电池及其模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．303．3本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．37第4章风力发电中储能技术的应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．38西南交通大学硕士研究生学位论文、第1V页

5、西南交通大学硕士研究生学位论文’第1页1．1选题的背景第1章绪论、能源己经成为各国关注的重心，能源的重要性也越来越多的上升到了国家未来发展命运的高度，能源的争夺也常常引发各国的争端，因此能源的安全也成为国家经济、政治发展安全的重要保证。作为人类目前赖以生存的化石类能源，在最近的200年时间里已经被过度的开发使用，据专家估计目前未开采的石油资源不超过2000亿吨，按照目前的使用速度，在未来四五十年后，人类最重要的源形式的石油，即将枯竭【l】。同时伴随着化石能源的过度使用，环境问题也日益凸现，温室气体的排放已经引起地球气候的变化，人类未来的生存发展即将面临严峻的挑战，因此各国政府也

6、开始寻求各类清洁能源的开发。其中以风能、太阳能、核能等新的能源形式成为了人们目前关注和开发的重点。核能作为一种能量巨大的能源方式，近几十年在各发达国家得到了广泛的发展和利用。但是核能的利用有很大的风险，一旦发生泄漏会对人类带来不可估量的危害。特别最近由地震引起的日本福岛核电厂核泄漏事故已经造成了巨大的灾难，这使得各国对核电的利用开始谨慎，多个国家已经停止了核电的建设计划。因此核能的发展必须要限定在一定的范围内，否则会对人类社会发展带来一定的威胁。太阳能和风能源自于大自然，取之不尽用之不竭，利用它们来发电不会产生任何排放，是真正的清洁能源。但是太阳能的利用也受到白天夜晚交替以及天

7、气状况的影响，不可能保证随时都能得到，所以不能作为可靠能源大规模发展，而且目前太阳能发电的成本偏高。风能的蕴含总量十分可观的，全球风能27．4亿兆瓦中，可利用的大约为2亿兆瓦，比地球上可开发利用的水能总量还要多10倍12】。我国地域辽阔，风力资源比较丰富，可开发风能居世界前列。根据中国气象科学研究院数据显示，我国十米高度以内可开发利用的风能约为2．5亿千瓦，在东部沿海近海海域，专家估计约有7．5亿千瓦131。随着国家经济的快速增长，国内的能源需求也与日俱增，特别是电力供应的需求越来越旺盛。因