金辰晖，姜新建，戴兴建



微电网飞轮储能阵列协调控制策略研究

金辰晖1，姜新建1，戴兴建2

（1清华大学电机工程与应用电子技术系，北京 100084；2清华大学工程物理系，北京 100084）

本文研究了并联到同一直流母线的飞轮储能阵列协调控制策略，对经典的3种功率控制策略下的荷电状态（SOC）变化率进行了推导和分析，提出改进系数的下垂控制策略，同时针对微网电压低、阻抗小引起的静态误差控制问题，采取引入虚拟阻抗的改进系数下垂控制策略进行补偿，从而改善了系统功率分配精度。最后建立了含风电场的微电网模型，仿真验证上述控制策略的有效性。

飞轮储能阵列；荷电状态（SOC）；微电网；协调控制；下垂控制

与传统的大电网不同，微电网惯性小，其抗干扰能力弱；另外，微电网中接入了大量的可再生能源，如风力发电、光伏发电等，新能源特有的间歇性和随机性特点使得微电网的电压和频率稳定问题更加突出。而储能系统动态性能好、效率高，能够快速提供电网需要的有功及无功功率，因此，储能已成为微电网中提高其稳定性、安全性和电能质量的关键技术支撑[1]。飞轮储能系统具有寿命长、动态响应快、无污染等优势，是适用于微电网的一种储能技术。由于受技术和材料限制，飞轮储能的单体容量有限，因此，更大容量的飞轮储能系统由多个飞轮储能单体组成飞轮阵列[2]。目前，应用于交流微电网的飞轮储能阵列拓扑主要有两种：一是并联到直流母线，即多个飞轮单体通过AC/DC变 流器并联到直流母线后，通过一个DC/AC变流 器连接到交流母线；……