储能型风电机组惯性响应控制技术

第1章绪论

1.1 可再生能源与风力发电

1.2 风电系统发展概述

1.3 风电机组参与电网调频的要求及技术发展

1.4 风电机组输出谐波抑制技术发展现状

第2章 典型风电系统建模方法与功率流分析

2.1引言

2.2 SCESS-DFIG系统模型及调频功率流分析

2.3 SCESS-DFIG系统与双馈感应发电机的功率流比较分析

2.4 DD_PMSG系统调频功率流分析及动态模型参数设计

第3章惯性响应中SCESS-DFIG 系统的频率检测及直流母线电压波动抑制

3.1引言

3.2 复杂电网环境中改进的αβ-EPLL电网频率检测技术

3.3 SCESS-DFIG系统多变换器间直流母线电压波动抑制

3.4 改进的αβ-EPLL与直流母线电压波动抑制策略的仿真与实验

第4章变风速扰动下的 SCESS-DFIG 系统电网频率惯性响应控制策略

4.1 引言

4.2 SCESS-DFIG系统的惯性时间常数的定义

4.3 计及风扰动的 SCESS-DFIG系统惯性响应的功率及能量分析

4.4 利用ESO对于惯性响应中的变量进行估计

4.5计及风速变化的电网频率惯性响应控制

4.6 仿真验证

第5章DD_PMSG系统中基于直流侧电容提供调频功率的控制方法

5.1引言

5.2 系统惯性及阻尼对电网调频的影响

5.3电容储能替代转子动能提供调频功率的可行性分析

5.4 基于直流侧电容储能提供调频功率的虚拟惯性控制

5.5适用于弱电网的改进型虚拟惯性控制

5.6 基于直流侧电容储能提供调频功率的虚拟阻尼控制

5.7 调频控制策略仿真及实验验证

第6章DD_PMSG系统电流源模式端口滤波网络谐振阻尼与低频谐波抑制

6.1引言

6.2 适用于弱电网的高效率谐振阻尼方法研究

6.3电流源模式下输出低频谐波抑制

6.4电流源模式下谐波抑制实验验证

第7章DD_ PMSG系统电压源模式强非线性负载条件下低频谐波抑制

7.1引言

7.2电压源模式强非线性负载条件下 POHMR-type RC方法分析

7.3附加 SHGC 的改进型POHMR-type RC方法

7.4适用于低采样频率的 SFPC方法

7.5电压源模式下谐波抑制实验验证

参考文献

名词索引

附录部分彩图

1.1可再生能源与风力发电

在全球气候变暖和环境污染日趋严重的压力下，传统的发电系统在应用上受到越来越多的限制，而经济发展对电能的需求日益增加又是一个必须解决的问题。因此，在提高发电量满足社会需求的过程中,如何调整一次能源的使用，控制石油、煤炭等矿物类一次能源所占比例,增加对风能、太阳能、生物质能、地热能、海洋能和对环境影响小的水能等可再生清洁能源的利用,对于改善能源结构、保护生态环境、维持气候稳定,实现人类经济社会可持续发展具有重要的意义。

风电作为最具有前景的可再生能源之一，正在逐步成为电力生产中的支撑电源。提高风电系统的发电效率,增强惯性响应和阻尼作用及并网稳定性等技术受到了越来越多研发机构和应用领域的高度重视。推进风电产业发展，提高风电发电量占电网总发电量的比例,已被纳人国际社会缓解能源危机的战略规划。我国政府计划二氧化碳排放力争于2030年之前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和;到2030年可再生能源消费比重达到25%左右;风电和太阳能发电总装机容量达到12亿kW。以风电为主的可再生能源发电之所以有这样迅猛的发展趋势,重要原因是风电与传统火电相比，具有以下特点。

(1)建设成本低,收益高。风电一般规模较小，不像传统火电需要大规模建设发电厂、变电站和配电站等,因此建设及安装成本相对更低，即相较于扩建火电，风电能以较低的成本满足负荷增长的需求。

(2)输配电便利。与传统火电的集中式发电相比，风电可以在位置上距离用户更近,便于为邻近本地负载供电,以及传递符合要求的电能至电网。当为较偏远的电网末梢地带独立供电时,用风电代替传统火电可以大幅度减小输电线路长度及输配电损耗。

……

本书共分9章，首先对风力发电技术现状与趋势、国内外电网并网规范、储能技术现状与未来发展进行介绍；然后，对于双馈感应风力发电机的结构、数学模型及控制基础进行分析；再对惯性响应控制的关键技术进行介绍。本书可使读者对于双馈感应风力发电机原理、数学模型以及控制关键技术的理解有所帮助，同时对电网的功率控制和发电机组的惯性响应有所介绍。本书对搭建相应的风电机组仿真模型等技术具有指导作用，书中双馈感应发电机实验平台搭建的技术环节对读者的实际工程应用具有指导意义。