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．     

一种超导磁储能装置控制方法

电力系统发生故障时需要快速平抑振荡以保障系统稳定性.超导磁储能装置(Superconducting Magnetic Energy Storage Device,SMES)能够迅速跟踪功率波动,进行4象限功率补偿,有效提高系统暂态稳定性.针对电压源型变流器的超导磁储能装置,提出了一种基于执行依赖启发式动态规划(Action Dependent Heuristic Dynamic Programming,ADHDP)智能算法的超导储能外环控制方法.该方法通过强化学习,自适应调整结构参数,实现系统的最优控制.在MATLAB/Simulink环境下建立了单机无穷大系统和2机系统仿真模型,分别对传统的PI控制、固定学习率ADHDP控制器和自适应学习率ADHDP控制器的控制效果进行对比分析.仿真结果表明,自适应学习率ADHDP具有较明显的优势;另外,在系统连续故障情况下,ADHDP表现出了较好的学习功能,能够获得比上次更好的控制效果.     

一种基于暂态稳定风险的储能位置与容量优化方法

在电力系统中合理地接入具有快速功率响应能力的储能装置,能够改善电力系统的暂态稳定性,而储能装置安装位置和容量的选择严重影响作用效果.提出一种基于暂态稳定风险的储能位置与容量优化方法,基于暂态稳定风险指标衡量储能装置的作用效果,并考虑电力系统运行中的各种随机因素,为在电力系统中安装储能装置时选择最优的位置和容量提供一种新方法.通过在Matlab环境下,对新英格兰10机39节点系统进行仿真验证,证明该方法的可行性和有效性.     

基于储能的机电波控制器

提出2种通过储能装置实现的电力系统控制器,用以减小在系统中以波的形式传播的机电扰动（发电机角速度偏移量或输电线路上功率变化量）的幅值．分析控制器在机电波传播路径上的安装位置,一种控制器安装在发电机母线上,输出有功功率随安装处发电机角速度的变化而变化;另一种控制器安装在负荷母线上,输出有功功率随安装处负荷母线电压频率的变化而变化．理论计算结果和WECC127母线的仿真结果均表明该控制器能有效降低机电波的幅值．     

风电场储能装置容量及最大充放电功率的确定

随着风电规模的日益扩大,风电对电力系统的影响越来越大,由风电并网引起的电力系统运行的经济性和稳定性等全局性问题越来越受到人们的关注。其中合风电场的电力系统经济调度问题日益受到重视,储能装置是解决风电并网问题的有效手段。本文不考虑储能装置的初始投资、运行维护费用等问题,从平滑风电功率波动和平滑系统功率波动（即综合考虑风电波动和负荷波动）两个角度,研究了储能装置的容量及最大充放电功率对平滑效果的影响,初步探讨了风电场中储能装置参数的确定方法。     

应用储能系统抑制电力系统低频振荡原理研究

基于线性化等面积法则和小干扰分析方法,提出储能系统抑制电力系统低频振荡的原理和方法．通过对装有储能系统的单机无穷大系统进行理论分析和仿真测试,结果表明储能阻尼控制能够提供系统阻尼,且控制储能系统和电力系统之间的有功功率交换获得阻尼的效果比控制无功功率交换获得阻尼的效果要好的多．     

储能装置延缓配电网升级的探讨

研究储能装置在系统稳态时作为负荷平衡应用——延缓配电网升级——的可能性,量化储能技术收益,给出储能单元的功率和能量计算方法,并结合实际算例讨论储能装置安装地点的选择及其对线路损耗的影响.分析储能装置应用于配电网升级延缓时需要注意的几个重要问题,对于储能技术在电力系统中的应用具有重要的指导意义.     

基于模糊算法的混合储能系统控制策略研究

含混合储能系统的微电网本身具有很强的非线性,且受到风光电功率波动的影响比较大。针对传统PI控制器鲁棒性、精准性差而无法准确协调储能装置来平抑微电网功率波动的问题,在传统PI控制器的基础上加入了模糊自适应算法,使得系统控制参数可以随着运行状态的变化进行调节,从而实现了对微电网的动态精准控制。最后,利用模糊编辑器和仿真软件验证了该控制方法的有效性。     

用于超级电容器储能系统变流器的控制策略设计

超级电容器储能系统具有快速的功率响应能力,是改善以风电、光伏为代表的分布式电源出力品质的有效手段。采用双向DC/DC变换器和DC/AC电压源型变流器作为功率调整装置,实现对超级电容器储能系统功率吞吐和直流侧电压的控制。首先对超级电容器储能系统处于不同工作模式时的能量分布进行分析,在此基础上建立系统的数学模型。以稳定直流侧电压为目标,基于单端稳压双向功率流的控制方法设计了双向DC/DC变流器的控制器;采用双闭环解耦控制方法对DC/AC变流器有功/无功功率解耦控制。基于PSCAD/EMTDC软件搭建仿真系统,结果表明超级电容器储能系统能够实现对指定充放电功率准确快速的响应,直流侧电压工作稳定,工作效率高。     

控制同步发电机加速功率的储能滑模控制器

针对电力系统功角稳定性问题，在建模分析储能与同步发电机能量交互关系的基础上，提出一种控制同步发电机加速功率的储能滑模控制器.利用滑模控制的强鲁棒性，将同步发电机的转速偏差引入滑模面，并通过控制同步发电机的加速功率，使同步发电机与电网在控制上解耦，并使同步发电机的频率恢复至额定值，从而增强系统的功角稳定性.为了削弱滑模控制中的抖振现象，采用非线性光滑函数代替滑模控制中的符号函数，得到实用化的滑模控制器.通过构造李雅普诺夫函数进行所提控制器的稳定性分析.在Matlab/Simulink的仿真测试中，对比所提控制器和参数反馈线性化控制器(PFL)、功率振荡阻尼控制器(POD)以及柔性控制器(FC)在扰动下的系统性能，结果表明所提控制器稳定时间比其他3种控制方法缩短30%以上.