欧阳慧珉, 张广明， 顾 剑， 黄宇程

(南京工业大学 自动化与电气工程学院,江苏 南京 211816)

0 引 言

风能作为一种清洁高效的可再生能源，受到了世界范围的青睐[1]。随着总装机容量的不断增大，风力发电系统的输出电能对并网系统的影响越来越突出。风力发电机输出的功率存在大的波动，直接并网会威胁到电网的安全运行。因此，研究和解决风力发电系统并网问题具有实际意义。

目前，主要通过控制风力机的转速[2]和控制桨距角[3-4]来实现风力发电系统输出功率柔性控制。前者使风电场输出的有功功率能很好地跟踪所给定功率曲线，但该方法调节能力有限，当风力机输出的最大有功功率不足以满足要求时，就失去了作用。后者通过对桨距角的控制来改变风机的迎风面，尽可能地捕获到相对平稳的风速，从而使风电场输出波动相对较小的功率。该方法的缺点是在风速变化较快时，由于变桨距机构的惯性较大，机构无法很好地捕捉到平滑的风能。

飞轮储能系统具有以下优点： (1) 对环境没有污染，绿色环保；(2) 能量转换效率高；(3) 性能较稳定，受外界因素影响较小；(4) 无限次充放电，且充放电迅速，寿命长；(5) 系统维护简单，对地形没有特殊要求。飞轮储能已广泛用来实现风力发电系统的输出功率控制[5-10]。当储能系统连入并网型风力发电系统时，可通过对风力发电系统输出有功、无功功率的快速跟踪并根据需要对有功、无功功率进行吸收和补偿，使风电系统的输出满足并网要求。……