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在飞轮转速经并网充电上升至 4 200r/min 时,将P*= −2kW 又变回 P*=1.6kW,系统即由并网充电又转为并网放电。并网充电到并网放电切换瞬间的实验波形如图 13 所示。
从图 13 可以看出,系统能在半个工频周波(即10ms)内由并网充电切换到并网放电,响应速度快;过渡过程中直流母线电压虽然会出现短暂下降,但能在较短时间内回升并维持在 500V。
此外,通过对实验结果分析还可以发现,飞轮储能系统并网功率控制的稳态准确度和动态性能与电网侧的控制器参数相关;直流母线电压控制的稳态准确度及动态性能与电机侧的控制器参数相关。为了达到较好的控制效果,控制器参数可以先按本文第 3 节所述的控制器参数设计方法进行初步设计,然后在实验中做进一步的微调。
5 结论
为实现飞轮储能系统的并网运行,本文提出了一种飞轮储能系统并网控制方法。该方法由电网侧变流器控制和电机侧变流器控制组成。整个控制过程先后经过充电、预并网和并网运行三个阶段。在充电和预并网阶段,电网侧变流器均采用不控整流的方式;电机侧变流器分别采用速度外环和电压外环的控制方式。在并网运行阶段,电网侧变流器控制采用基于电网侧电流外环、变流器侧电流内环的直接功率控制策略,控制并网有功功率;电机侧变流器控制采用直流母线电压外环、电流内环的双闭环控制策略,控制直流母线电压。给出了电机侧内外环控制器参数的设计方法和设计实例。进行了飞轮储能系统充电、预并网和并网运行实验。实验结果验证了所提飞轮储能系统并网控制方法的可行性。(刘文军 唐西胜 周 龙 齐智平)
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