摘 要

自从上世纪八十年代开始，风力发电并网就以它本身的清洁和环保优势，和持续的扩大规模得到不断的高速发展。但是风力发电厂依赖风能这种能源而变得分散，此外大规模的运用恒速恒频异步风力发电系统，这种并网形式会降低电能的质量和安全性，稳定性。在国内国家不断扩建风力发电厂的规模就会使风电的缺点不断放大，这种缺点就会制约风电规模的扩大。

同时，在一些大规模的风电并网的电力系统中，风力发电具有常规发电所不同的静态和动态特性，这就给电力系统带来了很大的挑战，比如在运行的安全性和供电的及时性，充裕性方面。但是我们可以提供储能装置，将风电储存起来，它的迁移能量和功率的作用可以很好的改善运行的安全性和供电的充裕性。

在本文中，重点介绍了几种储能方式的工作原理，储能装置对风电并网起到了促进作用，同时也对储能方式未来的发展前景进行了展望和分析。

关键词：风力发电；储能技术；并网运行；静态处理特性

Abstract

Since the 1980's, and wind power generation on the network with its own cleaning and environmental advantages, and constantly expand the scale of sustained high-speed development. However, wind power plants rely on wind energy and this becomes dispersed, in addition to large-scale application of constant speed constant frequency induction wind power generation system, which will reduce the power grid in the form of quality and safety and stability. Continuous expansion in the domestic national scale wind power plant will make the shortcomings of wind power continued to enlarge, this disadvantage will restrict the expansion of wind power scale.

Meanwhile, in some of the large-scale power systems in wind power, wind power has a conventional power plant different static and dynamic characteristics, which gives the power system has brought great challenges, such as security and power running timeliness, adequacy aspects. But we can provide the energy storage device, store wind power, energy and power its migration effect can be very good to improve the safety and operation of supply adequacy.

In this thesis, we highlighted several storage mode works, the energy storage device for wind power has played a role in promoting, but also on the way to the future development of the energy storage prospected and analyzed.

Key Words： wind power；energy storage technologies； network operation；

static handling characteristics

目录

第1章 绪论 1

1.1 课题背景及意义 1

1.2 国内外风力发电的发展状况 1

1.3 国内的风力发电前景 2

第2章 并网型风力发电 3

2.1 并网型风力发电的特点 3

2.2 风力发电并网运行的技术问题及研究现状 3

第3章 储能技术研究进展 7

3.1储能技术的概念 7

3.2 储能技术的概况 7

3.3 储能技术在风电中的应用研究 7

3.3.1 提高风电系统的低电压穿越能力 7

3.3.2 平抑功率波动 8

3.3.3 参与系统频率控制 8

3.3.4 提高风电电力系统的稳定性 9

3.3.5 优化风电调度 9

第4章 储能技术对比研究 11

4.1 超级电容器储能 11

4.1.1 超级电容器概述 11

4.1.2 超级电容器原理 11

4.1.3 超级电容性能特点 12

4.1.4 超级电容器数学建模 13

4.1.5 超级电容器仿真分析 16

4.2 飞轮储能在风电并网中的应用 18

4.2.1 飞轮储能的基本结构 18

4.2.2飞轮储能系统和风电场的连接 19

4.2.3飞轮储能系统在风电并网中控制频率和功率 19

4.2.4 电网侧变流器数学模型 20

4.2.5飞轮储能控制系统 21

4.2.6 飞轮储能技术应用前景和遇到的问题 22

4.3超导储能在风电并网中的应用 23

4.3.1超导储能的基本结构 23

4.3.2 超导储能在风电系统中的应用 23

4.3.3 超导储能在风电并网中的控制策略 24

4.3.4 超导储能面临的问题和应用前景 25

第5章 总结 26

参考文献 27

致谢 29

第1章 绪论

1.1 课题背景及意义

自上个世纪七十年代以来，世界的开始爆发严重的能源危机，人们开始逐渐意识到舒适的环境和清洁的能源的重要性，同时能源的不断减少和环境的人为破坏也成为了现代社会最头疼的问题，也让人们不断加强环保意识，提升环境恶化的危机感。世界各地都在颁布符合自己国家的能源法律法规，这就让很多新能源有了产生和发展的机会，比如潮汐能，核能，风能，生物质能等。而我们的电力行业要和这些新能源领域进行接轨，这就让我们的电力产业在新能源领域遇到新时代的挑战和机遇。上世纪九十年代风力发电在社会上的贡献受到了人们的广泛关注。特别是近年来国家的大力支持，社会技术的不断进步和风电电机的制造，导致了风力发电技术在近些年持续的发展和进步。

现在可以看到，逐渐产业化和规模化的风力发电，大规模风电并网正在形成风电发展趋势的主流，风电在我们所用的电网中发挥着越来越重要的作用。另外，风力发电作为一种新能源，它具有环境保护，节约能源的作用，更重要的是在发展风力发电的同时，可以更好地利用当地的风能优势和地理优势，维护生态平衡让人民生活稳定，促进经济发展。