超導磁儲能系統(tǒng)及其在風電并網系統(tǒng)中的應用研究.pdf

1、常規(guī)化石能源的枯竭，使風能、太陽能、潮汐能等新能源的開發(fā)和利用帶來的契機。使得對一次能源具有高依賴性的電力能源在機遇和挑戰(zhàn)中發(fā)展。風電發(fā)電作為新能源領域中技術最成熟、最具規(guī)?；_發(fā)和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式之一，大規(guī)模接入電網已成必然。由風速的隨機性和不確定性引起的風電場穩(wěn)定性差和輸出功率波動性大，是制約風電大規(guī)模并網的主要問題。研究提高風電場穩(wěn)定性和抑制功率波動的措施已成為風電并網技術中亟待解決的重要問題。
　　 超導磁儲能系

2、統(tǒng)(superconducting magnetic energy storage，SMES)利用超導線圈以電磁能的形式存儲電能，低損耗、大儲能密度、快速響應能力和獨立的四象限運行能力是其最大優(yōu)點，使得SMES作為一種抑制電力系統(tǒng)功率波動和平衡電力負荷的新型理想裝置得到了國內外人士廣泛關注，并取得了豐碩的研究成果。證明SMES在增加系統(tǒng)穩(wěn)定性、平衡電力負載、提高電能質量等方面具有很大優(yōu)勢。
　　 為了提高風電系統(tǒng)并網的可靠性和安

3、全性，本論文將超導磁儲能系統(tǒng)應用于并網風電系統(tǒng)抑制風電場輸出功率波動。其主要內容為：
　　 首先，概述了儲能技術在風電技術中研究現(xiàn)狀和超導技術在電力系統(tǒng)中的應用前景，提供了在風電系統(tǒng)中應用SMES的必要性；并深入分析比較SMES用變流器的電流型變流器和電壓型變流器的結構和性能，為SMES在風電系統(tǒng)中的應用打了了堅實基礎和變流器在其他領域的選擇提供了依據，也為本論文采用電壓型SMES作為研究對象提供了理論依據。
　　 再次

4、，將電壓源型SMES應用于風電并網系統(tǒng)，分析了超導磁儲能系統(tǒng)控制風電系統(tǒng)并網功率的原理，設計了基于頻率和電壓調節(jié)、以直流側電容電壓的閉環(huán)控制作為控制器外環(huán)、有功和無功電流控制作為控制器內環(huán)的雙環(huán)控制策略的SMES控制器。
　　 最后，建立了電壓源型SMES相量模型。并選擇風電場并網模型和常規(guī)電網模型，進行MATLAB/Simulink仿真。研究表明，SMES抑制風電場輸出功率的波動、提高風電系統(tǒng)的并網可靠性是通過快速補償系統(tǒng)的不