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近年来随着风力发电技术的快速发展,风电并网容量不断增加,风电功率的随机波动性对电力系统稳定产生的影响也越来越大。将储能技术应用于风力发电为解决风电并网问题提供了方法。因此,本文采用分离式全钒液流电池-超级电容混合储能系统,从平抑风电场输出功率波动和提升风电场低电压穿越(Low voltage ride through,LVRT)能力两方面进行风电场并网控制。本文主要工作如下:分析了直驱型永磁同步风电机组的基本原理,基于风力机、永磁同步发电机、全功率变流器的特性和工作原理,建立了它们的数学模型和控制策略。并在Matlab/Simulink仿真平台建立了6MW直驱型风电场并网仿真模型。为更好地利用混合储能提升风电场LVRT能力,基于传统集中式储能和分散式储能的各自特点和优势,提出分离式混合储能接入方式,即能量型储能元件采用集中式储能配置于风电场出口母线处;功率型储能元件采用分散式储能配置在单台风电机组直流母线处。选取全钒液流电池(Vanadium redox flow battery,VRB)作为能量型元件,超级电容(Super capacitor,SC)作为功率型元件。基于VRB和SC的工作原理,建立它们的等效电路模型和仿真模型,并对其进行充放电仿真实验,验证模型正确性。基于双向DC/AC变换器四象限工作原理,对集中式储能系统双向DC/AC变换器提出一种稳态下单位功率因数控制,电网暂态故障下有功平抑受限、无功支持优先的改进控制策略。该策略可使集中式储能系统在电网稳态时平抑整个风电场输出有功波动的低频成分,电网电压跌落时向电网输出无功功率,以帮助电网电压尽快恢复正常。此外,对分散式储能系统双向DC/DC变换器控制策略进行改进,改进后的策略可使分散式储能系统在电网稳态时平抑单台风机有功波动的高频成分,电网电压跌落时吸收风电机组直流侧的多余能量。最后,在Matlab/Simulink仿真平台建立配置分离式混合储能的风电场并网仿真模型。在变风速和不同程度电网电压跌落工况下,研究不同位置的储能系统对风电场有功波动平抑和LVRT性能的影响。仿真结果表明,混合储能系统采用所提接入方式和控制策略,可有效实现稳态下平抑风电场有功功率波动,电网暂态故障下,从抬升风电场并网点电压和保证风电机组直流母线电压稳定不越限两个方面提升了风电场LVRT能力。