超導(dǎo)儲能裝置在電力系統(tǒng)中布局研究.pdf

1、隨著高溫超導(dǎo)線材的開發(fā)成功和低溫技術(shù)的不斷進(jìn)步，超導(dǎo)電性在電力系統(tǒng)的應(yīng)用成為社會關(guān)注的焦點；靈活交流輸電技術(shù)(Flexible AC Transmission System,簡寫FACTS)是建立在電力電子技術(shù)和控制技術(shù)基礎(chǔ)之上的當(dāng)前電力系統(tǒng)研究中的前沿課題之一。作為超導(dǎo)技術(shù)和FACTS 兩個革命性技術(shù)的完美結(jié)合，超導(dǎo)磁儲能裝置(Superconducting Magnetic Energy Storage,簡寫SMES)是本文的研究對

2、象，而分布式超導(dǎo)儲能裝置(Distributed Superconducting Magnetic Energy Storage,簡寫D-SMES)是把若干臺SMES 聯(lián)合起來協(xié)調(diào)運行的一種創(chuàng)新應(yīng)用。 本文首先論述了SMES的研究意義，特別對我國電力系統(tǒng)現(xiàn)存問題的重要意義，建立起SMES 應(yīng)用研究的整體認(rèn)識，分析了SMES的工作原理和基本結(jié)構(gòu)，論述了能量調(diào)節(jié)系統(tǒng)(Power Conditioning System)在超導(dǎo)儲能系統(tǒng)

3、中的重要性，并比較了電流源型變流器(Current Source Converter)和電壓源型變流器(Voltage Source Converter)的結(jié)構(gòu)和應(yīng)用范圍，還介紹了SMES 在各國的研究概況和應(yīng)用前景。然后，在MATLAB提供的仿真工具SIMULINK 平臺下，對含SMES的單機(jī)無窮大系統(tǒng)進(jìn)行了建模并進(jìn)行了仿真分析，得出SMES 能有效地為系統(tǒng)提供阻尼，抑制大、小擾動引起的系統(tǒng)低頻振蕩，提高了系統(tǒng)的靜態(tài)和暫態(tài)穩(wěn)定性，能適

4、應(yīng)系統(tǒng)運行點大范圍的變化，而且得出含PID 控制器的SMES 裝置的控制效果較好。最后，介紹了常用的FACTS 裝置TCSC、UPFC、SVC 在電力系統(tǒng)中最優(yōu)布局問題的求解方法，評估了FACTS 裝置在系統(tǒng)中布局所用方法，引出了擴(kuò)展等面積法則(EEAC)，提出了穩(wěn)定裕度的概念，探討了應(yīng)用EEAC 方法求解SMES 在系統(tǒng)中最優(yōu)布局，并從布局原則、分析方法、選擇指標(biāo)、優(yōu)化指標(biāo)等方面詳細(xì)分析了SMES 在系統(tǒng)中最優(yōu)布局問題，討論了在SME