分布式离网风力发电制冰蓄冷系统能量特性研究

构建分布式离网风力发电制冰蓄冷系统,通过风-电-冷转化,用制冰蓄冷的方式部分代替蓄电池进行蓄能。建立系统能量传递模型,研究不同风况下系统直驱和浮充2种运行模式间的能效差异。在稳态风况下,直驱模式能解除蓄电池端电压的钳位作用,有效提高能量传递效率;浮充模式可将盈余风电储存在蓄电池中,但能量传递损失较为严重。在平均风速为3.3 m/s的非稳态风况下,直驱模式系统运行稳定性较差,系统制冷效率(COP)仅为0.063;浮充模式对蓄电池依赖性较高,系统COP为0.166。设计系统模式切换控制器,通过合理的能量管理策略,将系统COP提高至0.186。

基于风电系统阻抗变化规律的最大功率点跟踪控制研究

为解决风电热泵制热系统和压缩制冷系统的最大功率点跟踪(MPPT)控制问题,采用MPPT控制模型推导和实验验证的方法,得出系统阻抗变化与风轮转速、风电转化效率间的对应关系.基于系统运行时压缩机阻抗的变化规律,提出了一种改进的变步长爬山搜索法(HCS).通过多变风速条件下的实验验证了改进算法的高效性,解决了搜索方向错误和功率振荡的问题,并将平均风电转化效率由31.6%提高至40.58%.

分布式离网风电制冷储能系统的实验研究

为了实现分布式离网风电系统的高效制冷储能,构建了分布式离网风电制冷储能系统,并基于室外自然风况,开展了先蓄电后制冷与边蓄电边制冷两种运行模式下的风电制冷储能对比实验.结果表明,当系统采用边蓄电边制冷的模式运行时,可有效降低负载等效阻抗并减少蓄电池充放电损失,在实验风况条件下有效风能利用率为27.5%,蓄电池充放电效率为93.4%,风-冷转换的系统效率为60.7%,均高于先蓄电后制冷模式.