基于超导储能的暂态稳定控制器设计

设计了用于提高电力系统的暂态稳定超导储能（SMES）装置的非线性鲁棒控制器，并从数字仿真和动模实验两方面进行了验证。为了简化动态性能分析和控制器设计，在实验样机的基础上，提出了新的基于电流型变流器的SMES的动态模型，并将其转化为标幺制模型。通过外部干扰的引入，得到了装设SMES的单机无穷大系统的动态模型，并采用精确线性化方法和线性H_∞控制理论设计了SMES的非线性鲁棒控制器。为了验证该控制器的效果，对装设SMES单机无穷大系统进行了数字仿真和动模实验，并将其与常规PI控制器进行了比较。仿真和实验结果都证明了非线性鲁棒控制器具有良好性能。     

分散非线性最优励磁控制及工业装置设计

大型发电机组的励磁控制是改善电力系统动态品质和增强稳定性和最有效的技术手段之一。作者首次系统地微分几何方法，建立了电力系统仿射非线性模型并设计出非线性最优励磁控制器，本文首先从理论上解决了以下问题：在一个多机系统中，如何得到励磁控制策略？该策略具有：一、最优性；二、分散性，即仅依靠局量测来实施控制；三、独立性、四、有效性。随后依据上述成果，设计出具有优异性能的ＧＥＣ－１型非线性励磁控制装置。最后将     

超导储能装置的非线性鲁棒控制器设计

首先讨论了超导储能装置（SMES）建模问题，根据SMES样机实验结果，构造了SMES的二阶鲁棒模型；然后在单机无穷大系统中，得到了含SMES的电力系统非线性鲁棒模型。进一步，基于反馈线性化方法将系统线性化，再利用线性H_∞理论求得SMES的鲁棒控制规律。最后，用数字仿真检验控制规律的有效性。结果表明在各种工况下，SMES的非线性鲁棒控制器均可使系统在受到大干扰后迅速恢复正常运行，并显著提高系统的暂态稳定极限，从而提高系统的输电能力。     

ASVG的非线性L2增益干扰抑制控制器

将非线性鲁棒控制方法用于先进的静止无功发生器（ASVG）的控制。基于电力系统动态、耗散系统理论框架和非线性L2增益干扰抑制方法，建立了单机无穷大系统中的ASVG鲁棒控制数学模型。模型中考虑了来自发电机转子轴上的机械功率扰动和ASVG输出电压的扰动。并在此基础上，采取递推设计方法构造能量存储函数，以避免求解HamiltonJacobiIssacs不等式，从而得到ASVG的非线性L2增益干扰抑制控制规律。单机无穷大系统的仿真结果证明，与传统PID PSS控制方式相比，在此控制规律下，ASVG能够更有效地阻尼系统振荡，提高系统暂态稳定性能。     

用于超导储能系统的电流调节器试验研究

为实现超导线圈和电网之间的快速双向转换，设计了一种由电压型变换单元、高频变压器单元、电流型变换单元3部分构成的电流调节器。该电流调节器通过控制它和电压型换流器连接处的电容电压值来调节超导磁体充放电的方向，并采用双极性控制。最后给出了1台600 W的电流调节器样机的试验结果，试验结果表明，该电流调节器可以满足超导储能系统的需要。     

SILCO5双微机控制的励磁装置的应用

隔河岩水电厂双微机控制的可控硅励磁装置是从国外引进的、用于大型水轮发电机组的比较先进的励磁装置。本文介绍了这套装置的结构特点、功能、控制原理及调试试验情况。     

超导电力磁储能系统研究进展(二)——能量控制装置

对电力系统中超导磁储能（SMES）装置采用的电力电子技术的一般结构与原理进行了综述，对其关键的功率调节系统（PCS）做了详细的讨论，并给出了一些模拟试验结果。最后针对我国研究现状，提出了PCS进一步发展的方向。     

设计水轮机调速器的干扰抑制方法

提出了应用Ｈ∞理论中的干扰抑制方法（ＤＡＡ）设计水轮机调速器．设计出的水轮机调节系统是鲁棒稳定的，能够有效地抑制干扰．该方法既可用于线性系统，又可用于非线性系统．仿真结果表明了这种方法的有效性．     

基于超导储能系统的风电场功率控制系统设计

风电场输出功率的波动性和间歇性会给电网带来不利的影响。为了降低风电场并网对电能质量的影响，文中阐述了一种基于超导储能系统的抑制风电场功率波动的间接控制方法。利用超导储能系统的四象限功率运行能力来补偿风电场输出的有功和无功功率波动，并抑制由此产生的电网电压波动;通过合理设计超导储能系统功率调节器的带宽来优化储能量。通过对风电场连接于弱电网的仿真，验证了所提出的功率控制策略的有效性。     

TKL型励磁装置的控制模型和稳定分析

通过对ＴＫＬ型励磁装置各主要环节传递函数的分析推导，得出整个装置的控制模型。利用控制稳定性判据确定了ＴＫＬ型励磁装置的稳定条件。     

20 kJ/15 kW可控超导储能实验装置

介绍了一套可控超导储能（SMES）实验装置。该装置可作为可控超导储能在电力系统中应用的实验研究平台。它包括一个储能量为20 kJ的低温超导磁体和一个15 kW的基于绝缘栅双极晶体管（IGBT）的电流型变流装置。为了减少冷却系统的漏热，超导磁体通过Bi2223带材制成的高温超导电流引线同变流装置连接。变流装置采用双桥型拓扑和PWM开关策略以减少其输出电流中的谐波成分。为了可以执行高速和高精度的控制算法，变流装置的控制系统采用双DSP的控制器。文中还介绍了该实验装置各部分的结构和工作原理，并给出了初步的实验结果。     

超导限流储能系统的原理与有源限流仿真

基于限流集成原理与储能集成原理，共用一个超导磁体，将桥路型超导故障限流器（BSFCL）与超导储能系统（SMES）集成于一体，构成了超导限流储能系统（SFCL-MES）。该系统解决了桥路型故障限流器不能限制故障电流稳态值以及超导储能在系统故障时的补偿容量过大的问题。所提出的SFCL-MES既可以限制故障电流峰值和稳态值，也可以补偿系统电压，提高了超导磁体的利用率。文中分析了SFCL-MES的有源限流的原理，给出了它的有源限流等效模型。在此基础上，提出了SFCL-MES的有源限流的2种实现方法：有源电阻限流和有源电压限流。在PSIM上对SFCL-MES有源限流的各种方式进行了仿真。仿真结果验证了它的可行性。     

一种简单实用的分散非线性励磁控制方法

基于广域测量系统（WAMS）提供的电力系统惯量中心（COI）数据，建立了COI参考坐标系下完全解耦的发电机模型，并根据Lyapunov理论和反步法思想，提出了一种简单实用的分散非线性励磁控制设计方法。该方法原理简单，仅有的3个控制器参数设置非常容易;此外，需要WAMS传送至发电机的控制信号只有3个，降低了信道拥堵的可能性。新英格兰测试电力系统（NETPS）中的仿真结果表明，这种非线性励磁控制器不仅对发电机参数、运行状态和负荷类型具有良好的鲁棒性，而且允许COI信号存在时滞，允许时滞的类型和范围基本能覆盖正常情况下的WAMS数据延时。     

电压源型超导磁储能装置特性的全时域仿真研究

介绍了电压源型超导磁储能装置（VSMES）的基本结构和工作原理，在Matlab环境下建立了VSMES的全时域仿真模型，利用所建立的模型对VSMES的稳态和动态特性进行了详细的时域仿真研究。详细分析了一个稳态周期内，各阶段VSMES的物理工作过程和能量流传情况，并在此基础上总结了VSMES系统参数对其特性的影响特点。动态研究着重分析了系统参数对其动态响应的影响，以及在电力系统暂态过程中的作用。所得结论为VSMES系统的设计、运行和参数选择提供了依据。     

基于超导储能的电力系统静态安全性在线评估

研究了超导储能(SMES)技术在电力系统静态安全性在线评估方面的应用。与SMES在电力系统中的其他应用（如储能和电力系统稳定控制等）不同，这种新的应用利用SMES灵活的能量输出方式，输出特定波形的功率信号作为扰动源，在不影响电力系统安全运行的前提下，激起系统在此工作点的振荡模式，通过对电力系统各节点频率响应曲线的检测和分析，得到潮流或结构变化时振荡模式的变化，从而进行在线的电力系统静态安全监测和评估。     

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EPRI 36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。     

SKL-W励磁自动电压控制装置简介

介绍一种基于DSP的机组智能控制装置,将小水电机组的控制、保护、测量等多种功能集成到一个单元仪表中,解决了小水电机组自动化和信息化问题,提高了水利水电系统的现代化管理水平.     

基于可控超导储能的波动负载补偿

提出了一种应用可控超导储能（SMES）装置对波动负载进行补偿的方法。它可以使电网输入的有功功率保持恒定，同时对负载的无功功率进行补偿以提高功率因数。为了有效地进行功率控制，SMES装置的变流器采用电流源型的拓扑结构并与负载并联连接，同时采用闭环控制方法以提高系统的动态性能。为减小交流电流谐波成分，采用了优化脉宽调制开关策略。最后给出了一套20 kJ/15 kW SMES 装置的仿真和实验结果。     

超导限流储能系统的集成设计与试验

为了试验超导限流储能系统（SFCL-MES）的基本原理，设计了1台220 V/25 A/6 kW的SFCL-MES模型样机。提出了一种用于配电系统的SFCL-MES的系统结构，它由2个串联于变电站负荷的故障限流端口及1个并联于变电站母线的储能端口组成，既可以限制变电站的短路电流，又可以提高整个变电站的供电质量。分析了SFCL-MES的集成设计原理，讨论了SFCL-MES的4个组成部分：双向换流器单元、双向电流调节器单元、全波整流桥单元以及高温超导磁体单元的设计结构以及主要参数。在模型上对SFCL-MES的故障限流原理进行了试验，初步验证了它的有效性。