HTS电缆和SMES应用于分布式电源电能的传输

高温超导(HTS)电缆具有低损耗、大容量、无污染等优点,由于超导电缆的优越特性已在国内外应用在工程中。超导磁储能(SMES)具有低损耗、储能效率高、快速响应等诸多优点。本文基于二者的优点结合,HTS的低消耗高效率传输等优点能降低超导储能装置(SMES)提供给不稳定的分布式电源高效率的电能传输,增强系统并网的可靠性。HTS电缆和SMES的综合应用能够使电网更为坚强,有助于实现与相邻电网的电能交换,是智能电网基础技术之一,已在电力系统中已受到越来越多的关注。     

高温超导电缆和超导磁储能在分布式电源的能量传输中的应用

高温超导(HTS)电缆具有低损耗、大容量、无污染等优点,由于超导电缆的优越特性已在国内外应用在工程中。超导磁储能(SMES)具有低损耗、储能效率高、快速响应等诸多优点。本文基于二者的优点结合,HTS的低消耗高效率传输等优点能降低超导储能装置(SMES)提供给不稳定的分布式电源高效率的电能传输,增强系统并网的可靠性。HTS电缆和SMES的综合应用能够使电网更为坚强,有助于实现与相邻电网的电能交换,是智能电网基础技术之一,已在电力系统中已受到越来越多的关注。     

消息

韩国采用稳定电网电压的新技术韩国电力技术研究院(KERI)开始一项多年的研究计划,开发超导电磁储能系统(SMES),以提高电网电压稳定。KERI采用了美国超导公司的22 km长的1G导线,开始启动该项目,并由韩国科技部赞助。SMES可以为电力系统提供支持,瞬时响应输配电网络的功率波动。S     

SMES提高DFIG低电压穿越能力策略研究

针对双馈型风力发电机组变流器直流母线过电压导致风机脱网问题,应用超导储能系统(SMES)的稳压结构并联于直流母线电容,在发生低电压故障时投入SMES,通过控制SMES快速吞吐电能达到稳定直流母线电容电压的目的,解决直流母线过电压问题;再者由于投入SMES稳定了直流母线电容电压,机侧变流器输出的有功量不再影响直流母线电容电压,就此提出投入SMES的双馈型风力发电机(DFIG)机侧变流器无功功率优先输出控制策略。在低电压故障结束后,网侧变流器通过控制有功功率输出量使SMES恢复到低电压故障前的存储电能初始值,提出网侧变流器平衡SMES电能的控制策略。     

全球超导电力技术应用前景展望

一、超导电力技术研究现状 超导电力技术具体体现为超导电动机、超导变压器、超导输电电缆、超导限流器(SPCL)和超导储能系统(SMES)及其与现行电网兼容的相关技术。 过去几年来,超导电力技术的研究与开发引起了世界各国和许多公司的高度重视。为了争夺未来的国际市场,世界各相关公司投入了大量的人力和资金用于高温超导电力技术的研究。伴随新世纪的到来,高温超导电力技术商品化     

赋予能量管理角色的可控超导储能技术

由于可控超导储能（SMES）装置可以直接向电网吸收和释放能量，具有高效、无污染和安全可靠的特点，因此人们已改变仅仅将其用于调节电力系统日负荷曲线的初衷，更加热衷于将其用于提高电力系统的稳定性、可靠性以及用户电能质量，超导储能装置被赋予了电网能量管理系统的角色。文中简要介绍了超导储能装置的主要技术和原理，分析了其在提高电力系统稳定性、可靠性和改善电能质量方面的技术特点，以及未来的发展趋势。     

超导磁储能系统的序贯克里金优化方法

超导磁储能系统(superconducting magnetic energy storage,SMES)是超导应用研究的热点。SMES利用超导磁体的低损耗和快速响应能力,通过电力电子型变流器与电力系统相连,组合为一种既能为其储存电能又能为其释放电能的多功能电磁系统。SMES的先进功能主要体现于,它能大容量超低损耗的储存电能、改善供电质量、提高系统的稳定性和可靠性。该文以SMES的优化设计(IEEE TEAM Workshop Problem 22)为例,介绍了序贯优化方法和克里金(Kriging)统计近似模型在低维和高维、离散域和连续域优化问题中的应用。优化结果显示,该优化方法能在保证设计精度的前提下,极大降低有限元的计算量。如3参数优化问题中有限元的计算量比直接优化的1/10还要少;而8参数优化问题中有限元的计算量约为直接优化的1/3。从而该方法可广泛应用于电磁装置的优化设计问题。     

基于超导储能的并联处理不间断供电系统及其控制策略的研究

介绍了一种基于超导储能(SMES)的并联处理不间断供电系统(UPS),该系统仅采用一套双向电流型变流器,利用超导线圈作为直流侧储能元件,可对多项电能质量指标进行综合调节.作者根据装置的结构特点和工作原理,提出了一种基于电源电流"预补偿"的解耦和前馈补偿控制策略,并通过样机实验验证了该装置结构和文中提出的控制方法的有效性.     

基于超导储能的新型动态电压凹陷调节装置

电能质量对用户的影响受到广泛的重视,本文对比了分析了几种解决经常出现的电压凹陷装置的特点,包括传统的基于蓄电池的不间断电源(UPS)、飞轮储能装置(Flywheel)、超导储能设备(SMES)、动态电压补偿装置(DVR)。并基于超导储能提出了综合电压动态补偿设备,可以略综合解决电能质量问题,并可作为限流器使用。给出了拓扑图,详细分析工作原理并进行了仿真和初步的试验。通过分析,表明系统可以通过不同的控制策略分别实现限流和补偿。     

超导磁储能装置在风电系统控制中的应用

超导磁储能装置(SMES)是将超导技术、电力电子技术、控制理论和能量管理技术相结合的一种新型储能装置。在实时补偿系统中,由于各种原因会产生不平衡功率,SMES从这一新的角度出发考虑提高电力系统稳定性的问题。理论研究表明,SMES是一种提高电力系统稳定性的非常有效的新措施。为促使这一理论的广泛应用,同时进一步提高SMES的可靠性,研究将超导磁储能装置应用于风电场,以稳定系统输出;在此基础上,对风电场中超导磁储能装置的信号选取和控制策略等关键技术进行研究,阐述了未来的发展趋势。     

基于SMES的综合电能质量调节器及其设计

本文介绍一种基于超导储能(SMES)的综合电能质量调节装置,阐明了装置的电路结构和工作原理,通过实验验证了该装置结构和控制的有效性,分析了主电路参数的设计方法.     

基于SMES外环主控制策略的功率震荡抑制研究

长治-南阳-荆门特高压试验示范工程是目前华北和华中两大区域电网之间唯一的联络线,自2008年投运以来,联络线上出现了较大幅度的功率波动。超导储能（SuperconductorMagneticsEnergySystem,SMES）装置具有无损高效储能与快速电能转换的特性,本文分析了SMES装置抑制功率振荡的机理,建立了含有SMES的两区四机系统电磁暂态模型,采用多种SMES外环主控制策略进行仿真计算,实现联络线功率振荡的抑制,并比较了几种控制策略的优缺点。仿真结果表明,基于多种外环主控制策略的SMES装置能够有效抑制特高压联络线的功率振荡,提高区域电网联网的稳定水平。     

超导储能技术在电力系统中的应用前景

超导储能技术（Superconducting Magnetic Energy Storage, SMES）利用超导线圈产生的电磁场将电磁能直接储存起来,需要时再将电磁能返回电网或其它负载,可用于充放电时间很短的脉冲能量储存。由于超导线圈的电阻为零,电能储存在线圈中几乎无损耗,其储能效率高达95％。     

SMES用于双馈发电机故障穿越的研究

近年来随着风电并网容量的迅速增加,风电场脱网对电力系统的影响日益严重。本文首先介绍了风电场故障穿越的技术要求,将双馈感应发电机(DFIG)控制系统分为风机控制分系统、转子侧和定子侧变频器控制分系统,然后建立超导磁储能(SMES)3阶相量模型,并采用SMES提高DFIG故障穿越能力和动态响应速度,最后在Matlab/Simulink中搭建SMES+DFIG仿真模型,并采用中国的低电压穿越(LVRT)标准和美国的高电压穿越(HVRT)标准验证SMES辅助风电机组实现故障穿越的能力。     

利用柔性功率调节器提高电力系统稳定性

多功能柔性功率调节器(FPC)是一个大容量低速飞轮储能系统,也是一种新型FACTS装置。它由双馈电机(DFIG)和作为交流励磁电源的电压源型双PWM变换器组成。类似于超导磁储能(SMES),FPC具有独立的有功和无功调节能力,能提高电力系统稳定和改善电能质量。与SMES相比,FPC易于开发和运行,成本也低。为了提高FPC的控制性能,提出了一种改进型定子磁链定向控制策略。该策略对于电网电压波动具有较好的鲁棒性,且易于实现。针对一个包含FPC的双机无穷大母线系统进行仿真,证明该改进型控制策略具有良好的动态特性,电力系统的稳定性得到明显改善。     

超导电感储能高功率脉冲技术及其仿真研究

提出了利用超导磁储能系统(SMES)来提高电力系统稳定性、提供紧急备用电源和实现新概念武器脉冲电源的“一机三职”功能的基础上,研究了一种基于超导电感储能系统和超导开关的脉冲功率成形技术,探讨了超导脉冲功率技术需要解决的重要基础问题;并根据超导电感储能系统及超导开关特性,提出了超导磁体和超导开关的理想结构,设计了一种脉冲成形网络模型;通过控制外加电流触发超导开关失超来控制超导开关断路,实现高密度无损耗储能、可控脉冲整形,并在电阻负载下,进行了脉冲成形回路放电仿真实验,得到了较理想的脉冲功率输出。     

超导储能与超导变电站

超导储能 (SMES)是一种快速、高效的储能装置。SMES和超导变电站在电力系统中具有广泛的应用前景。目前已有不少试品、样品问世。我国有在此基础上将其应用于科技奥运的动议。     

基于目标全息反馈的STATCOM/SMES非线性多目标协调控制

为实现静止同步补偿器（STATCOM）与超导磁储能系统（SMES）的有效集成,选用STATCOM的PMW控制角θ和STATCOM滞后系统电压角α为控制量,建立新型STATCOM/SMES装置数学模型,有效解决STATCOM有功功率补偿不足的问题;借助非线性多目标全息反馈控制原理,选取7个跟踪状态目标,完成STATCOM/SMES协调控制策略设计,得到包含全部控制目标反馈信息的非线性控制律u,并利用单机无穷大系统进行暂态仿真。仿真结果表明,该控制策略能充分发挥STATCOM/SMES装置的快速有功、无功功率补偿功能,改善发电机输出特性,保障电能传输质量,提升系统的动、静态协调控制性能。     

超导磁储能系统抑制风力发电功率波动的研究

建立含超导磁储能装置(SMES)的单机无穷大系统的Phillips-Heffron模型,导出含SMES电力系统总的电磁转矩表达式,从理论上分析SMES对增强系统阻尼的作用.并设计了SMES非线性比例积分微分控制器,数字仿真结果验证了SMES阻尼系统功率振荡的特性,同时表明该控制器具有较好的鲁棒性.     

用于静态安全在线评估的超导储能装置安装地点选择

利用超导储能(SMES)技术进行电力系统静态安全在线监测和评估是该技术在电力系统中的一种新应用，SMES装置安装地点的选择至关重要。文中首先推导了特征值对于负荷变化的灵敏度计算公式，以此为基础，提出了基于灵敏度的子系统划分方法，获得了系统静态安全薄弱区域，并说明了静态安全薄弱区域内SMES装置位置选择的过程。最后以EPRI36节点系统为例，通过在不同节点安装SMES装置，对比负荷变化时监测节点的频域响应曲线的变化过程，说明了该安装地点选择的正确性。