采用FESS和SVC改善微网电能质量的研究

随着能源危机和环境问题的日益突出，在计算机和电力电子等高新技术迅速发展的背景下，智能电网以清洁能源、智能化和灵活性高等特点，已经成为各国电网建设的共同目标。微网是智能电网的重要组成部分，微网中太阳能、风能等新能源都具有间歇性和不稳定的特点，发电量随天气因素变化，再加上微网的控制、接入和保护等都使用大量的电力电子设备，导致微网中存在诸多电能质量问题，制约着微网的大范围应用。 针对微网中分布式电源（DG）功率波动引起的频率和电压偏差问题，本文中采用飞轮储能系统（FESS）和静止无功补偿器（SVC）结合的方法来改善微网的电能质量。FESS选用永磁无刷直流电机（BLDCM）作为飞轮的驱动电机，和DG并联于同一直流母线。在DG能量充足时给FESS充电，BLDCM作为电动机运行，将电能转化为机械能存储，为了控制飞轮转速稳定上升，采用转速电流双闭环控制系统。当DG供能不足或故障短时退出运行时，FESS进入放电模式，BLDCM作为发电机将飞轮的机械能转化为电能，先采用电压闭环控制的Boost电路稳定直流母线电压，再通过逆变器转化为交流电能供给负荷。TCR+TSC型SVC安装在微网负荷侧，实时检测负荷节点电压，与额定电压比较计算得出系统无功缺额，控制TSC的投切和TCR的触发角来平衡无功。通过这种方式，FESS可以平抑系统功率波动，进行频率调节，给负荷提供短时不间断供电，保证微网的安全稳定运行，SVC能够实时平衡系统无功，维持负荷电压稳定，从而提高微网的电能质量。 在Matlab/simulink平台搭建含有FESS和SVC的微网系统仿真模型，分别对飞轮储能系统的充放电过程进行仿真分析，观察系统频率波形、负荷侧功率水平和电压质量，结果证明FESS和SVC配合是一种有效的提高微网电能质量的措施。