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图1 飞轮阵列储能系统
2 直流并联飞轮储能阵列放电控制
2.1 直流并联飞轮储能阵列的放电控制策略分析
2.2 基于等转矩的功率控制策略的仿真
图2 等转矩控制策略仿真结果
3 交流并联飞轮储能阵列协调控制策略
3.1 传统的下垂控制策略
3.2 提出改进系数的下垂控制策略
3.3 引入虚拟电抗的改进系数下垂控制策略
图3 引入虚拟阻抗的改进系数下垂控制
3.4 仿真验证
图4 引入虚拟阻抗的改进系数下垂控制的仿真结果
4 飞轮储能阵列应用于孤岛状态下的 微电网
4.1 微电网结构
图5 微网结构
表1 风电机组参数
图6 微网仿真结果
5 结 论
本文主要讨论了飞轮储能阵列的协调控制方法。对于并联到同一直流母线的飞轮的3种常见控制策略的SOC值变化率做了推导,包括等功率、等转矩及等放电时间策略,等功率控制策略的SOC变化率与SOC值无关,等转矩和等放电时间控制策略SOC值大的单元变化率更高、放电更快。考虑等放电时间策略进行功率分配时需要采样转速,最终选择等转矩控制策略。对于并联到同一交流母线的多个直流飞轮阵列组成的交流飞轮阵列,提出改进系数的下垂控制策略,根据SOC的比例分配功率;同时考虑到微网输电线电压低且阻抗小的特点,进一步采取引入虚拟阻抗的改进系数下垂控制策略。建立了含风电机组的微电网模型,仿真结果验证了上述控制策略能够应用于孤岛状态下的微电网,并具有较好的控制效果。
金辰晖, 姜新建, 戴兴建. 微电网飞轮储能阵列协调控制策略研究[J]. 储能科学与技术, 2018, 7(5): 834-840.
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