飛輪儲(chǔ)能電力變換器的研究.pdf

1、飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)是一種機(jī)電能量轉(zhuǎn)換和存儲(chǔ)的裝置，具有效率高、儲(chǔ)能密度大、動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、無(wú)污染等一系列優(yōu)點(diǎn)，其在電力系統(tǒng)中的配合使用能夠起到平衡電網(wǎng)能量波動(dòng)，達(dá)到優(yōu)化電力供應(yīng)的目的。應(yīng)用于電力調(diào)峰的飛輪儲(chǔ)能電力變換器由電機(jī)側(cè)變流器和電網(wǎng)側(cè)變流器兩部分組成，本文對(duì)電力變換器整體拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、電機(jī)側(cè)變流器控制、電網(wǎng)側(cè)變流器控制及多飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)并聯(lián)進(jìn)行了研究。
　　對(duì)比分析了常用電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的優(yōu)缺點(diǎn)，根據(jù)系統(tǒng)的特點(diǎn)選擇了電機(jī)側(cè)和電網(wǎng)側(cè)都可以靈活控制

2、的背靠背式雙PWM變流器結(jié)構(gòu)。在拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)確定后，按照系統(tǒng)的控制目標(biāo)給出了電機(jī)側(cè)變流器控制能量流動(dòng)、網(wǎng)側(cè)變流器控制能量傳遞平衡的控制策略。
　　閉環(huán)控制是實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)的基礎(chǔ)，電機(jī)側(cè)與電網(wǎng)側(cè)控制均采用雙閉環(huán)解耦控制。電機(jī)側(cè)選用功率、電流雙閉環(huán)控制，利用功率環(huán)的輸出去控制電機(jī)繞組電流，實(shí)現(xiàn)了飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)能量流動(dòng)的控制；電網(wǎng)側(cè)變流器采用電壓、電流雙閉環(huán)控制，依靠穩(wěn)定母線電壓實(shí)現(xiàn)了電力變換器電機(jī)側(cè)與電網(wǎng)側(cè)能量傳遞的平衡。對(duì)于電機(jī)側(cè)控制，分析

3、了電機(jī)的驅(qū)動(dòng)控制方式及 PWM調(diào)制方式對(duì)電機(jī)性能及整個(gè)系統(tǒng)性能的影響。對(duì)于電網(wǎng)側(cè)變流器采用矢量控制時(shí)電網(wǎng)電壓相角如何快速準(zhǔn)確獲取的問題，分析了常用的基于坐標(biāo)變換的鎖相環(huán)方法，并針對(duì)電網(wǎng)電壓存在畸變情況下該鎖相環(huán)方法無(wú)法準(zhǔn)確獲取電網(wǎng)相角問題，給出了一種改進(jìn)的鎖相環(huán)方法。
　　單個(gè)飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)存儲(chǔ)的能量有限，為了實(shí)現(xiàn)多飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)并聯(lián)，分析了電力變換器并聯(lián)運(yùn)行的均流和功率分配問題。為了減小多飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)并聯(lián)運(yùn)行時(shí)電網(wǎng)電流諧波，采用了基