1、風(fēng)力發(fā)電是解決環(huán)境污染和能源危機(jī)的重要途徑，然而風(fēng)能的隨機(jī)性和間歇性以及風(fēng)機(jī)自身特性導(dǎo)致風(fēng)電系統(tǒng)輸出有功功率產(chǎn)生波動，這將降低風(fēng)電機(jī)組輸出的電能質(zhì)量，隨著大規(guī)模的風(fēng)電并網(wǎng)，波動功率對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行造成了許多不利影響，因此非常有必要采取合理的控制策略和優(yōu)良的控制設(shè)備來提高風(fēng)電并網(wǎng)的電能質(zhì)量。本文在分析傳統(tǒng)永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)和飛輪儲能系統(tǒng)運(yùn)行特性和控制的基礎(chǔ)上，深入研究了通過協(xié)調(diào)控制三個變換器的含飛輪儲能的永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)的功率平滑控

2、制策略。
　　 論文首先通過介紹新型儲能系統(tǒng)在風(fēng)力發(fā)電中的應(yīng)用引出將飛輪單元應(yīng)用于永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)，介紹了飛輪單元的各部分協(xié)調(diào)工作原理并提出對適用于作為飛輪驅(qū)動裝置的電機(jī)的要求，介紹了飛輪單元結(jié)構(gòu)和飛輪系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計(jì)。分析了永磁直驅(qū)同步風(fēng)電系統(tǒng)的工作原理和數(shù)學(xué)模型并提出對其的控制策略，分別建立了組成系統(tǒng)的風(fēng)力機(jī)模型、發(fā)電機(jī)的模型以及電網(wǎng)側(cè)模型，根據(jù)系統(tǒng)各部分?jǐn)?shù)學(xué)模型提出了永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)控制策略，通過發(fā)電機(jī)側(cè)變換器實(shí)現(xiàn)最大風(fēng)能跟蹤

3、，通過電網(wǎng)側(cè)變換器實(shí)現(xiàn)直流鏈電壓穩(wěn)定和有功、無功解耦的控制目標(biāo)。分析了含飛輪單元的永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，建立了飛輪單元數(shù)學(xué)模型，提出了飛輪系統(tǒng)在正常狀態(tài)和電機(jī)轉(zhuǎn)速越限時的控制策略，并采用所提控制策略對飛輪系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，其結(jié)果顯示了所提策略達(dá)到控制要求的正確性和有效性。
　　 為解決傳統(tǒng)控制策略存在的缺點(diǎn)，提出了利用飛輪單元作為儲能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)在全風(fēng)況范圍內(nèi)并網(wǎng)有功功率平滑輸出控制。分別提出了基于平均功率和基于網(wǎng)側(cè)有功功率濾波的

4、含飛輪儲能永磁直驅(qū)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)功率平滑控制策略。對系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，并與無儲能單元的永磁直驅(qū)風(fēng)電系統(tǒng)進(jìn)行對比分析，仿真結(jié)果表明所提控制策略在保證最優(yōu)風(fēng)能捕獲的前提下可實(shí)現(xiàn)良好的系統(tǒng)輸出功率平滑控制。對基于網(wǎng)側(cè)有功功率濾波的含飛輪儲能直驅(qū)永磁風(fēng)電系統(tǒng)進(jìn)行穩(wěn)定性分析，分析結(jié)果表明在引入儲能系統(tǒng)和新型控制策略下，整體系統(tǒng)保持穩(wěn)定。
　　 本文所做的研究工作，為含儲能系統(tǒng)的永磁直驅(qū)同步風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)功率平滑控制策略的設(shè)計(jì)提供了理論參考，為