超级电容器储能系统在风电场中的应用研究

刘金龙，李国庆，王振浩，辛业春

(1.哈尔滨第二电业局，黑龙江哈尔滨150076;2.东北电力大学电气工程学院，吉林吉林132012)

目前风力发电技术已成为一种可大规模商业开发的再生能源发电技术。但风能是一种间歇性能源［1］，风速的随机波动性导致风电场输出功率的波动，风电场输出功率的波动进一步会导致电力系统频率振荡。为抑制系统频率振荡，电力系统需采取频率调节、运行调度等一系列措施。此外，风电场的功率波动会影响所在电网的电能质量，引起电压波动与闪变［2］，如何抑制风电场输出功率波动是目前风电并网运行中待解决的问题。

目前，抑制风电场输出功率随机波动的可行方法是在风电场配置电力储能系统［3］。但现有的化学储能系统大都是基于蓄电池充放电的形式，其工作效率偏低，不易实际应用。超级电容器［4～9］，由于其功率密度大［10］、循环寿命长、充放电效率高［11］、高低温性能好等优点［12］，可有效延长储能系统的运行时间、提高其经济性能以及功率输出能力［13］。

综上所述，本文采用可大功率快速充放电的超级电容器储能系统平抑并网风电场输出功率的短时波动，并进行仿真研究，仿真结果验证了该方法的有效性和可行性。

1 储能系统配置方式

目前国内并网风电场的主流机型为变速恒频风力发电机，部分为永磁直驱风力发电机，考虑到国内并网风电场风电机组大部分为异步电机、双馈电机、永磁电机，并结合风力发电水平及储能系统现状，现有的储能系统安装位置有两种方案，即每台风电机组单独配置储能系统和风电场出口并网母线集中配置储能系统。……