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非并网风力发电系统飞轮储能控制策略 被引量:4
1
作者 俞斌 韦徵 +4 位作者 杨波 陶以彬 李官军 王德顺 桑丙玉 《电气传动》 北大核心 2013年第1期56-60,共5页
大规模非并网风力发电避开了风电并网的技术难题。针对大规模非并网风力发电系统,提出一种飞轮储能系统辅助的风力发电方案,研究了飞轮储能系统对于非并网风力发电系统直流母线电压和输出功率的控制方法,建立了相应的Simulink仿真模型,... 大规模非并网风力发电避开了风电并网的技术难题。针对大规模非并网风力发电系统,提出一种飞轮储能系统辅助的风力发电方案,研究了飞轮储能系统对于非并网风力发电系统直流母线电压和输出功率的控制方法,建立了相应的Simulink仿真模型,用模拟实际风速对飞轮储能系统平稳非并网风力发电系统输出功率进行了仿真。结果表明,在飞轮储能系统的辅助下,非并网风力发电机组可以按要求输出功率曲线以满足负荷需求,并在直流母线发生故障时,飞轮储能系统加速输出所储存的能量以稳定整个风力发电机组-飞轮储能系统输出功率。 展开更多
关键词 飞轮储能系统 非并网风力发电 直流母线电压 控制策略
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飞轮储能技术研究的发展现状 被引量:82
2
作者 蒋书运 卫海岗 沈祖培 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2000年第4期427-433,共7页
飞轮储能技术已成为国际能源界研究的热点之一。从飞轮储能技术的技术进展 (包括飞轮本体、转子支承系统、电动 /发电机、电力转换器与真空室 )以及应用研究 (电力调峰、飞轮电池、不间断供电、强力放电等 )角度出发 。
关键词 飞轮储能系统 电动机 发电机 飞轮电池 转子支承
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飞轮储能关键技术及其发展现状 被引量:101
3
作者 张维煜 朱熀秋 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第7期141-146,共6页
飞轮储能是一种研究价值高、应用前景广阔的新型储能技术,具有大储能容量、高效率、无污染、适用广、无噪声、长寿命、维护简单及可实现连续工作等优点,它为解决目前广泛关注的能源问题提供了新途径。本文阐述了飞轮储能的原理和五大关... 飞轮储能是一种研究价值高、应用前景广阔的新型储能技术,具有大储能容量、高效率、无污染、适用广、无噪声、长寿命、维护简单及可实现连续工作等优点,它为解决目前广泛关注的能源问题提供了新途径。本文阐述了飞轮储能的原理和五大关键技术(包括飞轮转子、轴承支承系统、能量转换环节、电动/发电机与真空室),并分别以五大关键技术为出发点,详细论述了飞轮储能系统的国内外发展现状,指出了飞轮储能关键技术的未来发展方向。 展开更多
关键词 飞轮储能 工作原理 关键技术 应用 发展现状
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采用飞轮储能的永磁直驱风电机组有功平滑控制策略 被引量:46
4
作者 胡雪松 孙才新 +1 位作者 刘刃 廖勇 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2010年第13期79-83,共5页
风速的不稳定性和间歇性使得采用最大风能捕获控制策略的风电机组输出有功功率会随风速的变化而波动,影响风电机组的输出电能质量,引起电网频率波动,甚至带来电网的稳定性问题。简单分析了永磁直驱风电机组的全功率双脉宽调制(PWM)交—... 风速的不稳定性和间歇性使得采用最大风能捕获控制策略的风电机组输出有功功率会随风速的变化而波动,影响风电机组的输出电能质量,引起电网频率波动,甚至带来电网的稳定性问题。简单分析了永磁直驱风电机组的全功率双脉宽调制(PWM)交—直—交变流器的控制策略,提出了在不改变现有变流器控制策略的前提下,在变流器的直流侧接入飞轮储能系统,用以实现风电机组输出有功功率的平滑控制。设计了飞轮储能系统的能量控制策略,并给出了平滑功率值的计算方法。对1.3 MW永磁直驱风电机组的运行特性进行了仿真研究,仿真结果表明,采用所提出的飞轮储能系统能量控制策略能够有效平滑风电机组输出有功功率,提高了风电机组的输出电能质量。 展开更多
关键词 风力发电 永磁直驱同步发电机 最大风能捕获 飞轮储能系统 有功功率平滑
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飞轮储能系统改善并网风电场稳定性的研究 被引量:45
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作者 阮军鹏 张建成 汪娟华 《电力科学与工程》 2008年第3期5-8,共4页
采用飞轮储能单元作为并网风电场的能量缓冲装置以稳定并网风电场的功率输出。建立了基于等效电路的飞轮储能系统的数学模型,并设计了以风力发电机输出有功功率和无功功率作为控制信号时的控制策略。最后以随机风波动为例,对采用飞轮储... 采用飞轮储能单元作为并网风电场的能量缓冲装置以稳定并网风电场的功率输出。建立了基于等效电路的飞轮储能系统的数学模型,并设计了以风力发电机输出有功功率和无功功率作为控制信号时的控制策略。最后以随机风波动为例,对采用飞轮储能系统的并网风电场进行了仿真研究。结果表明,此方案能实现风电机组输出有功功率和无功功率的综合快速补偿,有效地改善并网风电场的电能质量和稳定性。 展开更多
关键词 风力发电 飞轮储能 功率补偿
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飞轮储能关键技术及应用发展趋势 被引量:39
6
作者 朱熀秋 汤延祺 《机械设计与制造》 北大核心 2017年第1期265-268,共4页
飞轮储能作为一种新型的电能储备技术正受到越来越多的关注,它具有储能密度大、充电快、高效无污染、使用寿命长等优点,应用的范围遍及交通、供电、军工、航空航天等领域。介绍了飞轮储能系统的工作原理及常见的结构;从增加系统储能容... 飞轮储能作为一种新型的电能储备技术正受到越来越多的关注,它具有储能密度大、充电快、高效无污染、使用寿命长等优点,应用的范围遍及交通、供电、军工、航空航天等领域。介绍了飞轮储能系统的工作原理及常见的结构;从增加系统储能容量与降低损耗的角度出发分析飞轮储能系统的关键技术,其中对几种常用于飞轮储能的支承技术尤其是磁轴承技术进行了较为详细的阐述;基于该系统在不同领域内的优势,介绍了飞轮储能系统在国内外的应用;最后,根据目前飞轮储能技术的不足和市场的需求提出了其未来发展趋势。 展开更多
关键词 飞轮储能 关键技术 磁轴承 发展趋势
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飞轮储能技术研究新动态 被引量:26
7
作者 卫海岗 戴兴建 +1 位作者 张龙 沈祖培 《太阳能学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第6期748-753,共6页
飞轮储能是一种研究价值高、应用前景广阔的新型环保储能技术。
关键词 飞轮储能系统 技术发展 美国宇航局 BeaconPower公司 Urenco公司
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基于飞轮储能技术的可再生能源发电系统广义动量补偿控制研究 被引量:37
8
作者 姬联涛 张建成 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第24期101-106,共6页
提出一种利用飞轮储能装置调控可再生能源发电系统的方法,用于解决系统的能量补偿问题;同时,将广义动量概念引入电力系统,通过建立飞轮储能系统和可再生能源发电系统的广义动量模型,提出广义动量补偿控制方法。将飞轮储能装置接入可再... 提出一种利用飞轮储能装置调控可再生能源发电系统的方法,用于解决系统的能量补偿问题;同时,将广义动量概念引入电力系统,通过建立飞轮储能系统和可再生能源发电系统的广义动量模型,提出广义动量补偿控制方法。将飞轮储能装置接入可再生能源发电系统的电压中枢点,实时检测电压中枢点母线电压、飞轮角速度,计算发电系统等效惯性参数和飞轮储能装置瞬时动量;计算可再生能源发电系统相对于标准状态的动量增量;对飞轮角速度进行调节,使飞轮储能装置的动量增量等于可再生能源发电系统的动量增量。该方法不仅能实时计算电网能量的不平衡程度,对该电网系统进行快速、准确补偿,而且该装置运行寿命长,对环境无污染,可广泛应用于太阳能光伏发电系统、风力发电系统和海浪能发电系统等。 展开更多
关键词 飞轮储能 可再生能源发电系统 广义动量 电能质量
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飞轮储能技术原理、应用及其研究进展 被引量:21
9
作者 李德海 卫海岗 戴兴建 《机械工程师》 2002年第4期5-7,共3页
飞轮储能是一种研究价值高、应用前景广阔的新技术。文中简要介绍了飞轮储能技术原理、关键技术、应用方向、研究机构等。
关键词 飞轮储能系统 储能技术 机械储能 能源
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飞轮储能系统应用于微网的仿真研究 被引量:30
10
作者 黄宇淇 方宾义 孙锦枫 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2011年第9期83-87,113,共6页
微网中的风力、光伏发电等微型电源随机性强、输出功率波动大,微型电源功率不足,微网抗扰能力弱,由并网状态转入孤岛运行时需切除大部分负荷甚至全部负荷。采用飞轮储能系统辅助的微网方案,利用飞轮储能系统大功率充放电及充放电次数无... 微网中的风力、光伏发电等微型电源随机性强、输出功率波动大,微型电源功率不足,微网抗扰能力弱,由并网状态转入孤岛运行时需切除大部分负荷甚至全部负荷。采用飞轮储能系统辅助的微网方案,利用飞轮储能系统大功率充放电及充放电次数无限制的特点,设计并网逆变器的定功率控制方法。通过网侧功率测量决定并网逆变器的输出电流,实现了平抑微型电源功率和负荷波动的功能。在主电网故障时,飞轮储能系统向微网短时提供大量功率,维持大部分负荷等待主电网重合闸。通过理论分析及仿真实验表明,在微网中应用飞轮储能系统是可行的、经济的、高效的,可提升微网的抗灾变能力。 展开更多
关键词 微网 飞轮储能 抗灾变 供电可靠性
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飞轮储能系统用超导电磁混合磁悬浮轴承设计 被引量:27
11
作者 李万杰 张国民 +1 位作者 王新文 邱清泉 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2020年第S01期10-18,共9页
提出一种将径向超导磁轴承和轴向电磁轴承集成于一体的混合磁悬浮轴承结构设计,用于超导飞轮储能系统中支撑飞轮转子。利用多物理场仿真软件Comsol对超导径向磁悬浮轴承悬浮力进行仿真计算,在电磁轴承定子铁心内环内径、外环外径参数已... 提出一种将径向超导磁轴承和轴向电磁轴承集成于一体的混合磁悬浮轴承结构设计,用于超导飞轮储能系统中支撑飞轮转子。利用多物理场仿真软件Comsol对超导径向磁悬浮轴承悬浮力进行仿真计算,在电磁轴承定子铁心内环内径、外环外径参数已知的条件下利用Ansys Maxwell软件以电磁力最大为目标对结构参数进行优化设计,并分析了超导和电磁轴承关键性能参数的相互影响,试制原理样机,测量悬浮力并比较了其优势。测量结果表明,利用超导轴承的自稳定性可减小混合轴承悬浮力合力随气隙增大而减小的速率,降低电磁轴承控制器的响应速率,将液氮作为冷却介质可有效解决电磁轴承线圈的发热问题,集成结构设计可提高磁悬浮轴承的悬浮力体积比,验证了其有效性。 展开更多
关键词 飞轮储能系统 磁悬浮轴承 自稳定性 集成结构设计
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先进飞轮储能电源工程应用研究进展 被引量:26
12
作者 戴兴建 唐长亮 张剀 《电源技术》 CAS CSCD 北大核心 2009年第11期1026-1028,共3页
先进飞轮储能电源研究目前集中于三项关键技术:为提高飞轮储能密度的复合材料设计与制作;高效高速大功率永磁无刷电机研制以及重型飞轮的高温超导磁体悬浮轴承技术。经过30余年以工程应用为目标的飞轮储能电源系统实验研究为飞轮电源的... 先进飞轮储能电源研究目前集中于三项关键技术:为提高飞轮储能密度的复合材料设计与制作;高效高速大功率永磁无刷电机研制以及重型飞轮的高温超导磁体悬浮轴承技术。经过30余年以工程应用为目标的飞轮储能电源系统实验研究为飞轮电源的工业化应用奠定了坚实的基础,低速飞轮作为不间断电源UPS的储能元件在10年前开始在不间断电源工程中得到商业推广应用,高速飞轮因其技术难度大而至今处于工程试用研发阶段。飞轮储能电源技术在国内研究广泛,理论研究丰富,但工程应用研究进展缓慢。 展开更多
关键词 飞轮储能 不间断电源 工程应用
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磁悬浮储能飞轮系统研究进展 被引量:10
13
作者 周宇 蒋书运 赵雷 《低温与超导》 CAS CSCD 北大核心 2003年第1期42-46,共5页
介绍了飞轮的基本结构 ,阐述了飞轮磁悬浮轴承的原理和特性 ,描述了国内外飞轮储能技术的研究开发现状 ;
关键词 磁悬浮储能 飞轮储能 超导磁轴承 电磁悬浮轴承 工作原理 结构 电能 存贮
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大容量飞轮储能系统优化控制策略 被引量:25
14
作者 刘学 姜新建 +1 位作者 张超平 李胜忠 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第3期75-82,共8页
首先分析了飞轮储能系统中双向能量变流器的基本原理,然后提出了飞轮储能系统的充放电优化控制策略,包括充电时的改进复合控制策略和放电时的综合优化弱磁控制策略,解决了应用传统控制策略所面临的局限性,并给出系统控制框图。进行了仿... 首先分析了飞轮储能系统中双向能量变流器的基本原理,然后提出了飞轮储能系统的充放电优化控制策略,包括充电时的改进复合控制策略和放电时的综合优化弱磁控制策略,解决了应用传统控制策略所面临的局限性,并给出系统控制框图。进行了仿真研究和实验验证,结果表明,所提出的充电控制策略适合飞轮工作模式,恒转矩控制至恒功率控制切换迅速;所提出的放电控制策略能在全功率范围内稳定直流母线电压,是有效的和可行的。 展开更多
关键词 飞轮储能 永磁同步电机 数字信号处理 充电 放电控制策略
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用于风电场功率控制的飞轮储能系统仿真研究 被引量:22
15
作者 汤凡 刘天琪 李兴源 《电网与清洁能源》 2010年第2期63-68,共6页
风电输出功率的波动性和间歇性严重影响电能质量。飞轮储能系统因单位储能成本和使用寿命方面的优势,成为当下解决该问题的一种潜在方案。以无刷直流电机作为飞轮的驱动电机,在分析其电动/发电运行的基本原理及数学模型的基础上,建立了... 风电输出功率的波动性和间歇性严重影响电能质量。飞轮储能系统因单位储能成本和使用寿命方面的优势,成为当下解决该问题的一种潜在方案。以无刷直流电机作为飞轮的驱动电机,在分析其电动/发电运行的基本原理及数学模型的基础上,建立了飞轮储能系统的仿真模型。结合无刷直流电机双闭环调速系统和风电场功率控制要求设计了飞轮储能系统充电运行的控制方案。探讨了飞轮储能系统的能量反馈机理,利用回馈制动方式和前馈解耦控制策略分别对直流母线电压和电网侧逆变器进行控制,实现放电状态下对风电场输出功率的跟踪。最后通过实例仿真验证了模型的正确性和控制方案的有效性,为飞轮储能系统的设计和在风电场功率控制中的应用提供了参考和指导。 展开更多
关键词 风电场 飞轮储能系统 无刷直流电机 仿真模型
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基于改进型滑模观测器的飞轮储能系统控制方法 被引量:22
16
作者 刘文军 周龙 +1 位作者 唐西胜 齐智平 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第1期71-78,共8页
该文分析了飞轮电机高速运转时滑模观测器估算角度存在偏差的原因,提出一种补偿截止频率等于电机电气频率的自适应低通滤波器固定滞后角的角度偏差消除方法,并改进了滑模观测器。通过稳定性分析得到了改进型滑模观测器的稳定条件。为了... 该文分析了飞轮电机高速运转时滑模观测器估算角度存在偏差的原因,提出一种补偿截止频率等于电机电气频率的自适应低通滤波器固定滞后角的角度偏差消除方法,并改进了滑模观测器。通过稳定性分析得到了改进型滑模观测器的稳定条件。为了实现飞轮电机全速度范围的无速度传感器控制,采用基于模拟角的电流闭环控制实现飞轮电机的起动和低速运行,在转速达到某个设定值时切换到滑模变结构控制。给出了基于改进型滑模观测器的飞轮储能系统充放电控制方法。在充电和待机时采用了速度外环、电流内环的双闭环控制策略,在放电时采用了电压外环、电流内环的双闭环控制策略。进行了飞轮储能系统的起动、充电、待机、放电实验,实验结果验证了基于该改进型滑模观测器的飞轮储能系统控制方法的正确性和有效性。 展开更多
关键词 滑模观测器 无传感器 自适应滤波器 飞轮储能系统 充放电控制 永磁同步电机
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新型飞轮储能技术及其应用展望 被引量:22
17
作者 葛举生 王培红 《电力与能源》 2012年第2期181-184,共4页
简要介绍了新型飞轮储能系统的工作原理和基本结构,并从关键技术发展及应用研究的角度出发,系统地介绍了飞轮储能系统的研究情况和今后的发展方向,还对飞轮储能和其他储能方式的特点进行了详细比较。飞轮储能系统具有的诸多优点,有着广... 简要介绍了新型飞轮储能系统的工作原理和基本结构,并从关键技术发展及应用研究的角度出发,系统地介绍了飞轮储能系统的研究情况和今后的发展方向,还对飞轮储能和其他储能方式的特点进行了详细比较。飞轮储能系统具有的诸多优点,有着广阔的应用前景。 展开更多
关键词 飞轮 储能 电力系统 电动汽车 航空航天
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定子无铁心永磁电机技术研究现状与发展 被引量:20
18
作者 张卓然 耿伟伟 陆嘉伟 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第2期582-600,共19页
由于定子全部或局部取消了具有磁饱和特性的导磁铁心介质,定子无铁心永磁电机具有效率高、过载能力强、无齿槽转矩、转子损耗低等优点,在飞轮储能、风力发电、航空航天伺服和全电推进系统等场合具有重要的应用前景。依据磁场形成原理对... 由于定子全部或局部取消了具有磁饱和特性的导磁铁心介质,定子无铁心永磁电机具有效率高、过载能力强、无齿槽转矩、转子损耗低等优点,在飞轮储能、风力发电、航空航天伺服和全电推进系统等场合具有重要的应用前景。依据磁场形成原理对定子无铁心和无槽永磁电机进行了分类,包括径向磁场型、轴向磁场型、直线运动型等。阐述了不同结构拓扑下的定子无铁心电机的特征和关键技术,包括定子绕组的设计与冷却、气隙磁场正弦度的优化、小电感特性下的控制技术等。总结了国内外定子无铁心和无槽永磁电机研究进展及其应用情况。结合定子无铁心永磁电机的效率、转矩等特性,讨论了该类电机的研究方向和发展趋势。 展开更多
关键词 定子无铁心电机 定子无槽电机 永磁电机 轴向磁场永磁电机 电推进系统 飞轮储能系统
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应用飞轮储能系统阻尼电力系统低频振荡 被引量:19
19
作者 史林军 陈中 +1 位作者 王海风 唐国庆 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2010年第8期29-33,共5页
飞轮储能系统(FESS)具有独立的有功和无功功率调节能力,通过适当的控制策略补偿系统振荡功率,能快速平息振荡,达到抑制低频振荡的目的。文中应用阻尼转矩法从理论上分析了FESS阻尼系统低频振荡的机理,并在此基础上提出FESS最佳安装地点... 飞轮储能系统(FESS)具有独立的有功和无功功率调节能力,通过适当的控制策略补偿系统振荡功率,能快速平息振荡,达到抑制低频振荡的目的。文中应用阻尼转矩法从理论上分析了FESS阻尼系统低频振荡的机理,并在此基础上提出FESS最佳安装地点、阻尼控制器回路、反馈信号的选择及附加阻尼控制参数整定的解决方法。以4机系统为例,特征值计算和时域仿真都表明了分析结果的正确性。 展开更多
关键词 飞轮储能系统 低频振荡 双馈感应电机 PHILLIPS-HEFFRON模型 阻尼转矩分析
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基于背靠背双PWM变流器的飞轮储能系统并网控制方法研究 被引量:20
20
作者 刘文军 唐西胜 +1 位作者 周龙 齐智平 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第16期120-128,共9页
采用带LCL滤波器的背靠背双PWM变流器作为飞轮电机与电网进行能量交换的接口,提出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两部分组成,并经过充电、预并网和并网运行三个阶段。在充电和预并网阶段,... 采用带LCL滤波器的背靠背双PWM变流器作为飞轮电机与电网进行能量交换的接口,提出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两部分组成,并经过充电、预并网和并网运行三个阶段。在充电和预并网阶段,电网侧变流器采用不控整流方式,电机侧变流器先后采用速度外环和电压外环控制方式;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,控制并网有功功率的大小及流向;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,维持直流母线电压恒定。采用零极点对消降阶法及对称优化函数等效法分别设计电机侧内外环控制器参数。进行了飞轮储能系统的充电、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。 展开更多
关键词 飞轮储能系统 并网控制 充放电控制 双脉宽调制变流器 LCL滤波器 永磁同步电机
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