王華君，何濤，王風(fēng)濤，趙蕾

（河北工業(yè)大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300130）

飛輪儲(chǔ)能在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用及仿真

王華君，何濤，王風(fēng)濤，趙蕾

（河北工業(yè)大學(xué)控制科學(xué)與工程學(xué)院，天津 300130）

風(fēng)能的間斷性和波動(dòng)性給風(fēng)電并網(wǎng)帶來(lái)了很大的困難，調(diào)峰能力不足、配電線路阻塞和輸電困難等往往會(huì)導(dǎo)致棄風(fēng)現(xiàn)象的發(fā)生．以飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)作為風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)的功率調(diào)節(jié)單元，使用功率補(bǔ)償?shù)姆椒ㄕ{(diào)節(jié)了風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的有功功率和無(wú)功功率，改善了風(fēng)機(jī)輸出電能質(zhì)量．最終利用M atlab/Simulink搭建了風(fēng)電場(chǎng)和飛輪儲(chǔ)能模型，對(duì)其在風(fēng)電并網(wǎng)時(shí)的進(jìn)行了仿真，對(duì)風(fēng)電并網(wǎng)問(wèn)題和儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用有一定的參考作用．

風(fēng)電并網(wǎng);飛輪儲(chǔ)能;無(wú)刷雙饋電機(jī)；功率補(bǔ)償；

0 引言

電力系統(tǒng)是一個(gè)動(dòng)態(tài)平衡的系統(tǒng)，發(fā)電、輸電和配電必須保持時(shí)刻的平衡．風(fēng)能的間歇性和不穩(wěn)定性導(dǎo)致風(fēng)電機(jī)組輸出的有功功率和無(wú)功功率經(jīng)常處于波動(dòng)狀態(tài)，將其直接并網(wǎng)將會(huì)引起電能質(zhì)量下降甚至危及電網(wǎng)的正常運(yùn)行．當(dāng)大風(fēng)電接入電力系統(tǒng)和遠(yuǎn)距離輸送，往往存在著無(wú)功平衡、電壓穩(wěn)定和頻率調(diào)節(jié)等技術(shù)問(wèn)題[1]，嚴(yán)重時(shí)就會(huì)導(dǎo)致棄風(fēng)現(xiàn)象的發(fā)生．因此研究風(fēng)電場(chǎng)的并網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性是風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的重要問(wèn)題．

為了有效的利用風(fēng)能，風(fēng)電場(chǎng)通常要在發(fā)電系統(tǒng)中配備調(diào)速限速裝置和儲(chǔ)能系統(tǒng)．近年來(lái)，飛輪儲(chǔ)能技術(shù)逐步走向成熟，飛輪儲(chǔ)能有很多化學(xué)蓄電池不可比擬的優(yōu)點(diǎn)，是電力系統(tǒng)中最有希望和競(jìng)爭(zhēng)力的新型儲(chǔ)能技術(shù)[2]．

1 風(fēng)電并網(wǎng)的頻率問(wèn)題及無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)

隨著風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，變速恒頻（VSCF）風(fēng)力發(fā)電機(jī)逐漸取代了傳統(tǒng)恒速恒頻（CSCF）的鼠籠式異步感應(yīng)電機(jī)，改善了恒速風(fēng)力發(fā)電機(jī)風(fēng)能利用率不高和機(jī)械故障率高等缺點(diǎn)．但是隨著變頻裝置在風(fēng)力發(fā)電中的大規(guī)模使用，使得電機(jī)的機(jī)械系統(tǒng)與電器系統(tǒng)解耦，電機(jī)不再相應(yīng)系統(tǒng)的頻率變化，即變速恒頻風(fēng)力發(fā)電機(jī)不再參與系統(tǒng)的一次調(diào)頻，從而減小了電力系統(tǒng)的慣性．當(dāng)電力系統(tǒng)功率發(fā)生波動(dòng)時(shí)，頻率將發(fā)生更大的變化，頻率偏移量也會(huì)相應(yīng)增加[3]．

另外，組成風(fēng)電場(chǎng)的電氣系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)組、變壓器和集電線路等都屬于高感性設(shè)備，為了提高風(fēng)電并網(wǎng)的功率因素和調(diào)節(jié)電壓，無(wú)功補(bǔ)償是風(fēng)電場(chǎng)中必不可少的設(shè)備．目前，風(fēng)電場(chǎng)中常用的無(wú)功補(bǔ)償方式有3種：并聯(lián)電容器組、靜態(tài)無(wú)功補(bǔ)償（SVC）和靜止同步補(bǔ)償（SVG）．并聯(lián)電容器組的方法雖然成本低、實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但不能很好跟隨風(fēng)電廠電壓，應(yīng)用較少；SVC的方法反應(yīng)迅速、補(bǔ)償效果也好，但是輸出諧波大，基波損耗較高；SVG的很多性能都優(yōu)于SVC，且輸出諧波小，但設(shè)備操作維護(hù)較為復(fù)雜，造價(jià)較高，性價(jià)比一般[4]．

圖1 飛輪儲(chǔ)能裝置結(jié)構(gòu)Fig.1 Structureof flywheelenergy stroagesystem

2 飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和工作原理

飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)主要有以下幾部分組成：負(fù)責(zé)能量轉(zhuǎn)換的電機(jī)、負(fù)責(zé)儲(chǔ)存能量的轉(zhuǎn)子軸承（支撐系統(tǒng)）以及電力轉(zhuǎn)換設(shè)備．其結(jié)構(gòu)如圖1所示．除電力電子器件以外的整個(gè)飛輪儲(chǔ)能裝置被真空容器封閉起來(lái)，將電機(jī)與飛輪運(yùn)行時(shí)風(fēng)損降到了最低[5]．

飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)基本工作原理是：當(dāng)其工作在儲(chǔ)能狀態(tài)時(shí)，電機(jī)做電動(dòng)機(jī)運(yùn)行，帶動(dòng)飛輪運(yùn)轉(zhuǎn)將電能以機(jī)械能的形式儲(chǔ)存起來(lái)；當(dāng)外界需要其釋放能量時(shí)，飛輪帶動(dòng)電機(jī)做發(fā)電機(jī)運(yùn)行，將機(jī)械能轉(zhuǎn)換為電能輸送到電網(wǎng)之中；當(dāng)飛輪空閑運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，整個(gè)裝置以最小的損耗運(yùn)行．由此，整個(gè)飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了電能的輸入、輸出和儲(chǔ)存的任務(wù)．

飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)利用飛輪的高速旋轉(zhuǎn)來(lái)儲(chǔ)存能量，飛輪一般都由特殊的合成材料組成．飛輪所儲(chǔ)存的能量可由式(1)確定．

從式(1)中可以看出飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)所儲(chǔ)存能量的多少關(guān)鍵在于飛輪的轉(zhuǎn)速．根據(jù)飛輪轉(zhuǎn)速的不同可將飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)分為兩種類型：每分鐘飛輪轉(zhuǎn)速在一萬(wàn)轉(zhuǎn)以上的為高速飛輪，每分鐘飛輪轉(zhuǎn)速數(shù)千轉(zhuǎn)稱為低速飛輪．受到材料和軸承技術(shù)的影響，目前新能源發(fā)電、電力系統(tǒng)調(diào)節(jié)多采用低速飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)，而高速飛輪多用于航天和軍事領(lǐng)域．

與化學(xué)儲(chǔ)能和電磁儲(chǔ)能等儲(chǔ)能方式相比，飛輪儲(chǔ)能有很多突出的優(yōu)點(diǎn)[6]．

1）具有較快的充放電速度且沒(méi)有次數(shù)的限制；

2）使用壽命長(zhǎng)，是蓄電池壽命的5倍以上，且其維護(hù)簡(jiǎn)單、費(fèi)用少，因此成本相對(duì)較低；

3）轉(zhuǎn)換效率高，可以達(dá)到90%以上；

4）對(duì)安置地點(diǎn)地理位置和環(huán)境無(wú)要求，儲(chǔ)存能力不受外界溫度等的變化而波動(dòng)，且環(huán)境友好，無(wú)任何污染．

通常情況下，為了保證風(fēng)電場(chǎng)輸出的電能質(zhì)量，儲(chǔ)能系統(tǒng)和風(fēng)電場(chǎng)的功率比一般保持在1∶4左右較為適宜[6]．

飛輪儲(chǔ)能的最大缺點(diǎn)是它存在著較大的靜態(tài)消耗，每小時(shí)由于其自放電現(xiàn)象損失的能量能達(dá)到自身儲(chǔ)存能量的20%，故飛輪儲(chǔ)能不適宜用作長(zhǎng)期儲(chǔ)能裝置，卻非常適合用于變化周期小的一次頻率的控制．將飛輪儲(chǔ)能設(shè)備接入配電網(wǎng)中可以吸收或釋放有功及無(wú)功功率，提高電能質(zhì)量．

對(duì)于交-直-交變流的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)而言，飛輪儲(chǔ)能設(shè)備的連接方式主要分為兩種，一種是從交流側(cè)接入，這種方式可以使飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)運(yùn)行的獨(dú)立性；另一種是將飛輪儲(chǔ)能設(shè)備從直流側(cè)直接接入，這種連接方式和風(fēng)力機(jī)公用逆變裝置，節(jié)約了系統(tǒng)成本．本文采用連接在風(fēng)機(jī)直流側(cè)的方式．結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖2．

圖2中，風(fēng)力發(fā)電機(jī)G將捕捉到的風(fēng)能轉(zhuǎn)換為電能，經(jīng)過(guò)整流器將三相交流電轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，飛輪儲(chǔ)能裝置電路并聯(lián)在系統(tǒng)直流電路中．當(dāng)風(fēng)力發(fā)電機(jī)的的輸出功率變化或負(fù)載擾動(dòng)時(shí)，必然會(huì)引起iG或iL的變化，（iGiL）也必然會(huì)隨之改變．通過(guò)控制策略的設(shè)計(jì)，當(dāng)Edc升高時(shí)，飛輪儲(chǔ)能設(shè)備處于儲(chǔ)能狀態(tài)，抑制直流電壓的上升，當(dāng)Edc下降時(shí)，飛輪儲(chǔ)能設(shè)備處于釋能狀態(tài)，補(bǔ)充系統(tǒng)的功率缺額．

圖2 采用飛輪儲(chǔ)能的風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Using flywheelenergy storagesystem onw ind powersystem

3 數(shù)學(xué)模型的建立

3.1 電機(jī)的選擇及其模型的建立

飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)通常采用內(nèi)置電機(jī)．作為其核心部件，由于電機(jī)的轉(zhuǎn)速高（低速飛輪的轉(zhuǎn)速一般為每分鐘數(shù)千轉(zhuǎn)），轉(zhuǎn)速范圍大，散熱條件差（工作在真空環(huán)境中），所以飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)電機(jī)的工作性能要求很高，主要有：1）具有可逆性，能運(yùn)行于電動(dòng)和發(fā)電狀態(tài)；2）有較大的輸出轉(zhuǎn)矩和輸出功率，能適應(yīng)大范圍的速度變化；3）電機(jī)運(yùn)行效率高，調(diào)速性能好，且空載損耗不能太大．

基于以上要求，本文采用了具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、便于維護(hù)、運(yùn)行可靠等諸多優(yōu)點(diǎn)的無(wú)刷雙饋電機(jī)（Brushless Doubly-fed Machine）作為飛輪電機(jī)．

無(wú)刷雙饋電機(jī)兼具籠型轉(zhuǎn)子感應(yīng)電機(jī)和繞線式轉(zhuǎn)子異/同步電機(jī)的優(yōu)良特性：自起動(dòng)能力良好、即可運(yùn)行于同步狀態(tài)也可運(yùn)行于異步狀態(tài)、可在無(wú)刷狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)雙饋，而且功率因數(shù)可調(diào)、效率高，滿足飛輪電機(jī)的性能要求，比較適合應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的功率調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)．圖3是無(wú)刷雙饋電機(jī)雙饋運(yùn)行模式下的接線結(jié)構(gòu)圖．

從圖3中可以看出，無(wú)刷雙饋電機(jī)的定子上裝有兩套繞組．通常情況下，功率繞組與工頻電源相接，極數(shù)為2p；控制繞組跟控制電源相接，極數(shù)為2q．無(wú)刷雙饋電機(jī)的功率繞組和控制繞組之間通過(guò)轉(zhuǎn)子繞組傳遞電磁功率，沒(méi)有直接的電磁耦合．無(wú)刷雙饋電機(jī)的轉(zhuǎn)速滿足[7]

式中：n為電機(jī)轉(zhuǎn)速；f1為工頻電源頻率；f2為控制電源頻率．

根據(jù)式(2)可以看出，調(diào)節(jié)無(wú)刷雙饋電機(jī)定子控制繞組電流頻率f2便可達(dá)到控制電機(jī)轉(zhuǎn)速的目的．

根據(jù)無(wú)刷雙饋電機(jī)的運(yùn)行特性，在不計(jì)磁路飽和和高次諧波的影響下，可建立dq0狀態(tài)下的無(wú)刷雙饋電機(jī)的數(shù)學(xué)模型[8]．

電壓方程

圖3 無(wú)刷雙饋電機(jī)結(jié)構(gòu)圖Fig.3 Structure of Brushlessdoubly-fedmachine

其中：（以下各式下標(biāo)中；P表示功率繞組；c表示控制繞組；s表示定子側(cè)；r表示轉(zhuǎn)子側(cè)；q,d分別表示q，d軸分量；Dt為對(duì)時(shí)間的導(dǎo)數(shù)）．

式中：J為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量；T0為拖動(dòng)轉(zhuǎn)矩；Kd為阻尼系數(shù)．

利用式(3)～式(5)便可利用Matlab/Simulink可搭建出飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的仿真模型．

3.2 風(fēng)電場(chǎng)模型的建立

對(duì)于一臺(tái)旋轉(zhuǎn)半徑為R的風(fēng)輪機(jī)，在風(fēng)速V下運(yùn)行時(shí)，風(fēng)機(jī)的風(fēng)輪轉(zhuǎn)矩T和所產(chǎn)生的機(jī)械功率P分別為

式中：為空氣密度；Cp為風(fēng)力機(jī)的風(fēng)能利用系數(shù)，及單位時(shí)間內(nèi)風(fēng)輪機(jī)所吸收的風(fēng)能與通過(guò)風(fēng)風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)面部風(fēng)能之比．

風(fēng)能利用系數(shù)Cp與風(fēng)輪固有的葉尖速比特性相關(guān)，葉尖速比定義為葉片的葉尖圓周速度與風(fēng)速之比，即

圖4 風(fēng)能利用系數(shù)和葉尖速比的關(guān)系Fig.4 Relationof rotor powercoefficient and tip speed ratio

當(dāng)槳距角取不同值時(shí)，Cp與的關(guān)系為一簇形狀相似的曲線．在額定風(fēng)速下，一般槳距角保持為0，盡量使風(fēng)機(jī)運(yùn)行在最大風(fēng)能系數(shù)附近．圖4Cp與的二維空間圖．

為了方便風(fēng)電場(chǎng)模型的搭建，本文利用擬合函數(shù)

來(lái)表示Cp與之間的關(guān)系，其中，0，1，2等待定系數(shù)可根據(jù)風(fēng)力機(jī)的特性來(lái)確定[9]．

根據(jù)式(6)～式(9)，可利用Matlab/Simulink搭建風(fēng)電場(chǎng)的模型．

3.3 飛輪電機(jī)的充放電控制方式

由于無(wú)刷雙饋電機(jī)功率繞組和控制繞組之間存在著強(qiáng)耦合，因此本文采取了基于同步角矢量解耦控制的方法．飛輪電機(jī)矢量控制原理圖如圖5所示．

圖中，上標(biāo)ce代表控制繞組同步坐標(biāo)系，pe代表功率繞組同步坐標(biāo)系，r表示轉(zhuǎn)子參考坐標(biāo)系．M表示互感，指磁鏈，指角速度，指定子繞組的功角．

圖5 電機(jī)矢量控制原理圖Fig.5 Motor vectorcontrolprinciplediagram

本文確立飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制目標(biāo)是：根據(jù)風(fēng)電場(chǎng)的運(yùn)行情況，使飛輪儲(chǔ)能裝置的輸出跟蹤該系統(tǒng)給定的參考功率p0．規(guī)定飛輪儲(chǔ)能裝置在儲(chǔ)能狀態(tài)吸收功率為正，電機(jī)最大功率Pmax，則有

其中：Pg為風(fēng)電場(chǎng)輸出功率，Pr為期望輸出功率，Pf為電網(wǎng)一次控制所需要的功率．

當(dāng)無(wú)刷雙饋電機(jī)轉(zhuǎn)子加速時(shí)，電機(jī)由于電網(wǎng)吸收有功功率，處于儲(chǔ)能狀態(tài)；轉(zhuǎn)子減速時(shí)，此裝置向電網(wǎng)釋放有功功率，處于發(fā)電狀態(tài)；轉(zhuǎn)子恒速運(yùn)行時(shí)，裝置和電網(wǎng)之間沒(méi)有有功功率的交換．在上述3種情況下，此裝置均可以向電網(wǎng)提供無(wú)功功率．根據(jù)電機(jī)轉(zhuǎn)差率s的大小，可以用此新型電機(jī)作為飛輪儲(chǔ)能狀態(tài)時(shí)細(xì)分為亞同步儲(chǔ)能運(yùn)行狀態(tài)（0＜s＜1,Pm＞0）、亞同步發(fā)電機(jī)狀態(tài)（0＜s＜1,Pm＜0）、超同步儲(chǔ)能運(yùn)行狀態(tài)（s＜0,Pm＞0）、超同步發(fā)電運(yùn)行狀態(tài)（s＜0,Pm＜0）、調(diào)相運(yùn)行狀態(tài)（s=0,Pm=0）．

4 系統(tǒng)效果仿真

系統(tǒng)參數(shù)如下：電網(wǎng)直流側(cè)電壓600 V，交流側(cè)311 V．風(fēng)力發(fā)電機(jī)的參數(shù)可參考文獻(xiàn)[9]．BDFM參數(shù)：Pp=3，Pc=1，Rsp=13.25，Lsp=0.79H，H，Lmp=3.379H，Rsc=9.8，Lsc=1.295H，Lmc=7.141mH，Rr=0.339m，Lr=0.06mH，飛輪及電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J=0.008kg m2，控制系統(tǒng)設(shè)置飛輪的初始轉(zhuǎn)速為1000 r/min，最高轉(zhuǎn)速8 000 r/m in．

圖6是仿真模型模擬風(fēng)電場(chǎng)隨機(jī)風(fēng)速．波形由平均風(fēng)速、漸變風(fēng)、陣風(fēng)和燥生風(fēng)4部分疊加組成[10-11]．從而更好的模擬了風(fēng)速的波動(dòng)性和隨機(jī)性．

當(dāng)給風(fēng)力發(fā)電機(jī)輸入如圖6所示隨機(jī)風(fēng)速時(shí)，風(fēng)機(jī)輸出的有功功率和電壓情況分別如圖8和圖9所示．

圖中，仿真開(kāi)始時(shí)的大幅度波動(dòng)是由于風(fēng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)的沖擊電流造成的．從圖8和圖9可以看出，由于風(fēng)速的波動(dòng)，風(fēng)力發(fā)電機(jī)所輸出的有功功率和電壓也是不穩(wěn)定的，電能質(zhì)量較差．當(dāng)接入飛輪儲(chǔ)能設(shè)備時(shí)，飛輪儲(chǔ)能裝置根據(jù)風(fēng)力發(fā)電機(jī)直流側(cè)電流的變化對(duì)風(fēng)電功率的波動(dòng)進(jìn)行實(shí)時(shí)補(bǔ)償，從仿真結(jié)果可以看出，飛輪儲(chǔ)能裝置有效抑制了風(fēng)力發(fā)電的不穩(wěn)定性，平滑了風(fēng)力發(fā)電機(jī)組有功功率和無(wú)功功率的輸出，提高了風(fēng)力并網(wǎng)的電能質(zhì)量，也證明了飛輪儲(chǔ)能裝置的有效性．

圖6 輸入風(fēng)速Fig.6 Inputw ind speed

5 結(jié)束語(yǔ)

本文采用無(wú)刷雙饋電機(jī)作為飛輪電機(jī)作為風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的功率調(diào)節(jié)環(huán)節(jié)，在實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性上做了論述，利用Matlab/Simulink搭建了風(fēng)力發(fā)電機(jī)和飛輪儲(chǔ)能設(shè)備的仿真模型，以風(fēng)力發(fā)電機(jī)直流側(cè)的電流為控制信號(hào)，采用了dq軸電流的反饋解耦的的控制方案，對(duì)風(fēng)機(jī)輸出功率進(jìn)行了實(shí)時(shí)補(bǔ)償．仿真結(jié)果表明，飛輪儲(chǔ)能裝置能夠成功平滑風(fēng)電輸出功率，改善電能質(zhì)量，有效降低了風(fēng)電功率波動(dòng)性對(duì)電網(wǎng)的沖擊，有較好的工程適用性．

圖7 飛輪電機(jī)的轉(zhuǎn)速變化Fig.7 The flywheelof themotor speed change

風(fēng)電的發(fā)展離不開(kāi)儲(chǔ)能技術(shù)，從經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的角度來(lái)看，飛輪儲(chǔ)能作為一項(xiàng)逐步走向成熟的儲(chǔ)能技術(shù)，其高效、節(jié)能、壽命長(zhǎng)及其環(huán)境友好等特點(diǎn)非常適用于風(fēng)電并網(wǎng)時(shí)電能質(zhì)量的調(diào)節(jié)，相信隨著材料的不斷改善以及電磁軸承技術(shù)的發(fā)展，飛輪儲(chǔ)能技術(shù)將會(huì)在風(fēng)電行業(yè)展現(xiàn)出越來(lái)越優(yōu)異的性能．

圖8 使用飛輪儲(chǔ)能和未使用飛輪儲(chǔ)能時(shí)風(fēng)電場(chǎng)有功功率輸出比較Fig.8 Comparison ofwhether to use the flyw heelenergy storage techology of theactive poweroutputof thew ind farm

圖9 使用飛輪儲(chǔ)能和未使用飛輪儲(chǔ)能時(shí)風(fēng)電場(chǎng)電壓輸出（標(biāo)幺值）比較Fig.9 Comparisonofwhether touse the flywheelenergy storage techology of thevoltage(p.u.)outputof thew ind farm

[1]何慶亞，楊海林．風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償方式比較[J]．電氣技術(shù)，2009，44（8）：86-88．

[2]BoukettayaG，Krichen L，OualiA．A comparativestudy of three differentsensorless vectorcontrol strategies fora flywheelenergy storagesystem [J]．Energy，2010，35（1）：132-139．

[3]LalorG，MullaneA，O’MalleyM．Frequeney controlandw ind turbine teehnologies[J]．IEEETransaetionson PowerSystems，2005，20（4）：1905-1913

[4]黃偉煌．風(fēng)電場(chǎng)無(wú)功補(bǔ)償技術(shù)[J]．電氣制造，2011（2）：45-47．

[5]葛舉生，王培紅．新型飛輪儲(chǔ)能技術(shù)及其應(yīng)用展望[J]．電力與能源，2012，33（2）：181-183．

[6]陳習(xí)坤，湯雙清，劉剛．飛輪儲(chǔ)能在并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用[J]．機(jī)電一體化技術(shù)，2005，3（26）：26-28．

[7]張軍，郭豐產(chǎn)．無(wú)刷雙饋電機(jī)的原理及應(yīng)用[J]．電氣開(kāi)關(guān)，2006（5）：45-47．

[8]黃守道，羅軍波．基于Matlab的無(wú)刷雙饋電機(jī)建模與仿真[J]．湖南大學(xué)學(xué)報(bào)，2002，29（6）：71-73．

[9]張小芳，王愛(ài)龍，田俊梅．風(fēng)力機(jī)的MATLAB模型及其應(yīng)用[J]．電力學(xué)報(bào)，2004，19（2）：114-115．

[10]阮軍鵬，張建成等．飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)改善并網(wǎng)風(fēng)電場(chǎng)穩(wěn)定性的研究[J]．電力科學(xué)與工程，2008，24（3）：5-7．

[11]潘文霞，陳允平等．風(fēng)電系統(tǒng)及其電壓特性研究[J]．河海大學(xué)學(xué)報(bào)，2001，29（1）：88-92．

[責(zé)任編輯 代俊秋]

Matlab/simulink research on stability ofw ind farmsusing flywheel energy storage system

WANG Hua-jun，HETao，WANG Feng-tao，ZHAO Lei

(Schood of ControlScience and Engineering,HebeiUniversity of Technology,Tianjin 300130,China)

With therapoid developmentofw ind powergeneration,abandonwind caused agreatwasteofenergy.Energy storage technology cansolve the problem perfectly.Thispaperusing the flywheelenergy storage technology and compares advantages and disadvantagesw ith other energy storage technology.expounds the presentsituation of the development andw orking princip le of flyw heelenergy storage technology.Finally using Matlab/Simulink to build the flywheelenergy storagemodel,sinmulated the flyw heelenergy storageusing onw ind pow er farm.Thispaperhascertain reference function to application theenergy storage technology.

grid-connected w ind farm;flyw heel energy storage;brushless doubly-fed machine;pow er com pensation; matlab/simulink

TK82

A

1007-2373(2014)04-0016-06

2014-02-26

國(guó)家863計(jì)劃（2007AA 05Z423）

王華君（1957-），男（滿族），教授．