飞轮储能与风电功率调控：一种并网策略

"本文主要探讨了一种基于飞轮储能（FESS）的并网风电功率综合调控策略，旨在抑制风电功率波动并响应电网频率变化，提高风电并网的电网友好性。文章首先分析了同步发电机对电网频率的响应过程，然后设计了飞轮储能系统的功率控制器，并对其参数进行了配置。通过MATLAB/Simulink的数字仿真验证，证明了提出的控制策略能够赋予风电出力虚拟惯量特性，使得飞轮储能系统能够在功率控制和频率控制模式之间灵活切换，从而有效改善风电并网的性能。" 飞轮储能技术在电力系统中的应用日益广泛，主要得益于其无污染、长寿命、高效和易于维护的特性。相较于电池储能和其他形式的储能，飞轮储能系统在提供快速功率响应方面具有显著优势，这使得它成为并网风电功率调控的理想选择。风电功率的波动性和不确定性对电网稳定运行构成挑战，而传统的风机控制策略往往无法对电网频率变化做出及时反应。因此，研究如何利用储能技术来优化风电并网特性，特别是增强风电的频率响应能力，显得至关重要。 文章提到，目前针对风电功率调控的研究主要分为两类：风电机组自身的控制和利用储能技术。前者包括转子动能控制、备用功率控制和联合控制，虽然成本较低，但可能带来控制器设计复杂、风能利用率下降等问题。相比之下，采用储能技术如飞轮储能，可以实现双向功率调节，更有效地抑制功率波动，且适用于已投运风电机组的改造，提高了风电并网的经济性和可行性。 在参与电网一次调频和风电虚拟惯量控制方面，飞轮储能尚未得到充分研究。本文提出的策略创新性地结合了飞轮储能的快速响应能力和风电的功率控制需求，设计了功率控制器，使得风电出力能够模拟同步发电机的惯量响应，增强了系统的稳定性。仿真结果验证了该策略的有效性，表明飞轮储能可以灵活地在功率控制和频率控制模式间切换，有助于解决大规模风电并网带来的问题，提高电力系统的整体性能。 这项研究为风电并网提供了一种新型的解决方案，通过飞轮储能系统改善风电功率波动和电网频率响应，为风电的大规模可持续发展提供了理论支持和技术参考。未来的研究可能进一步探讨如何优化飞轮储能系统的控制策略，以适应不同电网环境和风电场的特定需求。