广西工学院鹿山学院本科生毕业设计（论文）
如图 5.5所示，异步风力发电系统连接在配电网的末端，风电机组按有功出力的30%进行电容补偿，选择串并联型超级电容器储能系统的安装点在风力发电系统的出口处。
异步风力发电系统参数：额定容量500KVA,额定电压690V为基准值；级数P=4; 定子电阻r?0.012p.u.；定子漏抗x?0.22P.U.;转子绕组电阻rr?0.016P.U.惯性系数
ssJ=187kg.m2。超级电容器储能装置参数：直流电压UC?187V;额定功率P=100KW. 假设风速按图5.6所示，取仿真时间段的平均值作为风速预测值，确定超级电容器储能系统参考值。仿真结果为图5.7和5.8
图5.6用于仿真的风速信号
图5.7超级电容风电出力
图5.8公共连接点电压波形
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其中图5.7为风电机有功功率输出和经超级电容器平和后的功率输出的对比图，
图5.8为风电机组连接点的电压波形。
由图5.7，图5.8可知，储能系统具有快速的功率吞吐能力和灵活调节能力，不仅抑制风电机组产生电压波动，还有效降低和缩短了有功功率震荡的幅值和时间，使风电机组输出平滑。
5.5.1 储能系统稳定性的提高
设1.0S时刻传输线出现三相短路接地故障，1.2S时刻将故障线路切除。连接点
电压波形和异步发电机转子转速变化图如5.9和5.10所示。
图5.9连接点电压波形
图5.10发电机转子转速
图5.9中，虚线是没有采用超级电容器储能系统进行补偿的电压波形，实线是采
用超级电容器储能系统补偿的电压波形。图5.10中，虚线是没有采用超级电容器储能系统进行补偿的发电机转子转速波形，实线是采用超级电容器储能系统补偿的发电机的转子转速的波形。
由图5.9和5.10可知。仿真结果表明，当系统发生大扰动后，系统电压发生了电压暂降，对于没有装有超级电容器储能系统的电网，发生故障后发电机的机端电压不能恢复到正常的水平，有功功率无法送出，造成电池转矩和机械转矩不平衡，储能系统在串联补偿后的负荷电压可以快速恢复到正常水平，发电机转子振幅减小值到进入新的稳定运行状态。仿真结果表明实现了预期的电压控制。
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5.6 本章小结
目前，储能装置大多采用并联方式接入电网，这种接入方式主要是考虑对风电场有功功率的调节，对电压持续下降情况下的无功调节能力不足，而串联补偿方式具有良好的电压调节能力。本章提出将串并联型超级电容器储能系统应用于基于异步发电机的风力发电系统，以平抑风力发电机组的有功功率输出、改善风力发电机组运行稳定性。串并联型超级电容储能系统可同时具有串联补偿和并联补偿的效果，并联补偿可以控制电力系统的有功功率和无功功率的平衡;串联补偿可以向系统注入一个可连续改变的电压分量，以抵消系统电压的波动成分，消除系统可能产生的供电电压暂降。
本章采用超级电容器储能系统安装点的有功功率偏差作其有功功率控制器的控制信号、用无功功率偏差作其无功功率控制器的控制信号设计了并联补偿变换器的解祸控制策略;采用超级电容器储能系统安装点的系统电压偏差作为控制信号，设计了串联补偿变流器控制策略。仿真结果表明，采用上述控制策略的串并联型超级电容器储能系统，不仅可以在快速风速扰动下平滑风电机组输出，降低风电波动对电网的冲击，而且能够在系统出现故障后有效提高风电机组稳性。
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6 总结与展望
6.1 总结
本文重点研究了储能系统在含间歇性可再生能源电力系统的构建及控制的相关问题，取得的研究成果：针对风电功率间歇性的特点，为了提高异步发电机电场的稳定性，建立蓄电池储能系统的模型，分析研究蓄电池储能系统的控制策略；针对并联储能装置对电压持续下降情况下无功调节能力不足的特点，用并联补偿控制器控制发电系统有功功率的输出，有串联补偿控制器来维持风电机组电压的稳定，仿真结果表明，提出的方法，解决了间歇性可再生能源在电网中对发电系统运行不稳定的问题． 6.2 有待进一步开展的研究工作
由于目前国内外对储能系统在含间歇性可再生能源电力系统应用的研究仍然处
于起步阶段，而本文的研究也有限。还有以下工作值得进一步开展:
(l)储能系统在可再生能源发电及微网中具有良好的应用前景，仿真分析己验证了
其可行性，但可再生能源发电及微网中往往含有多个储能系统，仍然有许多问题需要进一步深入研究，例如:同一类型不同储能装置以及不同类型储能系统的协调问题，储能元件状态的在线评估问题，等。
(2)对利用储能系统改善可再生能源有功功率的间歇性，提高其可靠性等问 题，本文尚只进行了理论研究，下一步需要研制储能系统的实验室样机和试验系统，进行动模试验，进行试验验证和完善。
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