新能源分布式发电系统的能量互补控制研究

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1、系统仿真学报Vol.17No.6·1438·JOURNALOFSYSTEMSIMULATIONJun.2005新能源分布式发电系统的能量互补控制研究王健,康龙云,曹秉刚（西安交通大学机械电子工程系,西安710049）摘要：介绍了基于可再生能源的分布式发电系统的结构，并针对这套系统提出了能量互补控制原理，建立了系统的数学模型，为了改进系统的性能设计了矢量控制算法。在系统的风机模拟器和飞轮上的仿真与实验结果证明，提出的能量互补控制能够很好地调节储能单元存储和释放能量，因此能够保持分布式发电系统地稳定输出。关键词：可再生能源；分布式发电

2、；矢量控制；能量互补文章编号：1004-731X(2005)06-1438-03中图分类号：TM743文献标识码：AStudyofEnergyComplementaryControlofDistributedPowerGenerationSystemBasedonRenewableEnergyWANGJian,KANGLong-yun,CAOBing-gang(DepartmentofMechatronicsEngineering,Xi’anJiaotongUniversity710049,China)Abstract:Thest

3、ructureofadistributedpowergenerationsystembasedonrenewableenergyispresented.Theenergycomplementarycontrolprincipleisintroducedforthissystem.Amathematicalmodelofthesystemwasbuiltaccordingtotheenergycomplementarycontrolprinciple.Avectorcontrolmethodwasdesignedinthesyste

4、minordertoimprovetheperformanceofthesystem.Thesimulationsandexperimentsonawindsimulatorandflywheelbasedsystemhaveverifiedthatproposedenergycomplementarycontrolcansatisfactorilyregulatethepowerofthestorage,storeandreleaseenergyandthusmaintainasteadyoutputfromthedistrib

5、utedpowergenerationsystem.Keywords:Renewableenergy;Distributedpowergeneration;Vectorcontrol;energycomplement1统、铅酸蓄电池和超级电容组成；控制单元由电力电子不可引言控整流器和逆变器组成。任意一个发电单元与任意一个储能能源、环境是当今人类生存和发展所要解决的紧迫问单元及控制单元和模拟负载单元的结合，称之为模块。我们题。常规能源以煤、石油、天然气为主，它不仅资源有限，将分布式发电系统分为三个模块。风力发电系统、飞轮储能而且造成

6、了严重的大气污染。新能源和可再生能源对环境不系统、控制单元和模拟负载单元组成了第一个模块；光伏发产生或很少产生污染，既是近期急需的补充能源，又是未来电系统、铅酸蓄电池、控制单元和模拟负载单元组成了第二能源结构的基础。开发清洁的可再生能源为人们所用，已经个模块；生物质能发电系统、超级电容、控制单元和模拟负成为当今世界发展的首要任务。在参考文献[1]里，提出了可载单元组成了第三个模块。本文主要研究的是第一个模块的再生能源分布式发电系统的互联标准的评论；在参考文献[2]能量互补控制。风力发电系统由感应电机和永磁同步发电机里，介绍了采用低

7、速金属飞轮存储风机发出的电能。组成，采用感应电机输出转速模拟实际风速的方法驱动永磁由于可再生能源的利用具有随机性的特点，将导致基于同步发电机发电，达到真实风力发电系统的实际发电效果。可再生能源的分布式发电系统具有不稳定性。如何使动态的飞轮储能系统是由感应电机和金属飞轮组成。分布式发电系统达到稳定，是本文研究的主要问题。2能量互补系统的工作原理及数学模型仿真1分布式发电系统第一个模块中的发电单元为风力发电系统。它是采用感本文介绍的基于可再生能源的分布式发电系统是一套应电机作为原动机，模拟实际风速，并将最终输出的转速作多电源独立的发电

8、系统，采用直流总线。它是由发电单元、为永磁同步发电机的输入，利用发电机将动能转化为电能输储能单元、控制单元和模拟负载单元组成，整个系统的结构出。第一个模块中的储能单元为飞轮储能系统。它利用感应如图1所示。其中发电单元由风力发电系统、光伏发电系统电机