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。     

超导储能系统的磁屏蔽

以单螺管线圈为基础的超导磁体储能系统由于具有较大的漏磁场,使其应用范围受到了限制。本文比较了磁屏蔽的几种常规方法,提出了适合超导储能磁体的屏蔽方式－多螺管线圈系统,并将多螺管线圈系统和单螺管系统进行了主要性能上的对比,最后指出了多螺管线圈系统实际应用中还需解决的一些问题。     

微电网混合储能系统控制策略研究

微电网中的微电源和负载具有波动性和随机性,故储能系统是维持微电网安全可靠运行并改善电能质量的关键,蓄电池与超级电容器混合使用可以发挥蓄电池电池能量密度大和超级电容器功率密度大,充放电速度快的优势,提高微电网储能系统性能。提出了一种基于互补PWM小信号模型,并分别给蓄电池和超级电容器设计了控制方案,蓄电池采用单电流环很好的平抑了功率的低频波动,超级电容器采用带前馈的双环控制,平抑功率的高频波动,并有效的维持了直流母线电压的稳定。仿真结果证明了所提出的控制策略的正确性。     

超导磁储能装置的功率控制

以电流源型和电压源型变流器作为研究对象,探讨了可对电流源型变流器和电压源型变流器交流侧电流的幅值和相位进行有效控制的SPWM开关策略。在此基础上,研究了能够按照系统要求对2种超导磁储能装置进行有功和无功功率调节的功率控制方法。仿真结果表明所研究的功率调节方法能够在四象限内进行超导磁储能装置输入输出有功和无功功率的快速解耦控制,仿真同时验证了所研究的功率控制策略的正确性和可行性。     

超导磁储能装置的功率实时控制

以电流源型和电压源型变流器作为研究对象,探讨了可对电流源型变流器和电压源型变流器交流侧电流的幅值和相位进行有效控制的SPWM开关策略,在此基础上,研究了能够按照系统要求对两种超导磁储能装置进行有功和无功功率实时调节的功率控制方法。     

光伏储能系统控制策略及并网研究

针对光伏运行中由于局部阴影导致输出特性呈现多功率峰值点的问题,通过改进的粒子群算法实现局部阴影情况下光伏系统的MPPT控制,避免陷入局部最优。选择蓄电池作为储能装置,考虑双向DC/DC变换器原理和蓄电池SOC范围,确定充放电控制策略,根据光伏出力和负荷的大小关系,实时调整储能电池的充放电功率,保证功率平衡,维持母线电压稳定。建立光伏储能系统模型,分析了光储并网运行后系统的电压质量和光伏、储能的运行情况,并通过建立的仿真模型验证了策略的可行性。     

超导电力磁储能系统研究进展(一)——超导储能装置

介绍了超导磁储能装置（SMES）的基本原理、系统组成和发展状况,阐述了具有高效、快速响应、能与系统独立进行四象限交换有功和无功功率等特性的SMES在电力系统中应用的重要意义,概述了SMES的应用前景和需要进一步解决的若干问题,并针对我国SMES研究的现状提出了一些建设性意见。     

超导电力磁储能系统研究进展(一)——超导储能装置

交介绍了超导磁储能装置（SMES）的基本原理、系统组成和发展状,阐述了具有高效、快速响应、能与系统独立进行四象限交换有功和无功功率等特性的SMES在电力系统中应的重要意义,概述了SMES的应用前景和需要进一步解决的若干问题。并针对我国SMES研究的现状提出了一些建设性意见。     

超导磁储能系统发展现状及前景

直升机巡检作为输电线路的新型运维方式,具有效率高、效果好等优点,但其规模化推广应用要以安全作业为前提。本文利用风险矩阵法建立了直升机巡检作业安全风险评估模型,从人员、设备、环境三方面分析了作业全过程的安全风险因素,根据风险可能性和后果严重程度两个维度确定风险值,进而根据风险值在风险矩阵中的位置评价各风险因素的风险等级,有针对性地提出了差异化的风险控制措施,为避免高风险作业,保证电网、作业人员、设备安全提供了有利支持。     

独立光伏系统混合储能控制策略研究

对独立光伏系统中混合储能系统的控制策略进行了研究。提出了一种新的基于模式识别的仿人智能控制策略。该策略首先要求蓄电池DC-DC恒流输出,超级电容DC-DC恒压输出;然后通过观测超级电容电压识别出系统当前模式,运用规则推出蓄电池电流的改变量和蓄电池电流变化率的限制值,从而可以使蓄电池电流平稳并且随负载变化而变动。理论分析和实验证明该策略可以使超级电容优先吸纳负载波动量,蓄电池电流平稳且随负载变化而变动。该策略较好地实现了混合储能系统的控制目标,并且简便易行,有较高的性价比。     

基于LabVIEW的SMES监测系统

超导磁储能系统（SMES）运行在低温环境中,需要监测多通道的电压、温度和磁场强度信号,利用LabVIEW图形化编程的优点,研制了一种基于LabVIEW的SMES监测系统,该系统能够实现多通道的数据采集、处理、显示和保存,针对非标准温度探头信号转换的难点,利用LabVIEW中的公式节点,将温度误差控制在0.3K以内,在波形图中实现了多通道信号的比较,便于掌握SMES磁体各部位的温度,这有利于监测SMES的运行状态,将数据保存为常用的Excel文件,有助于数据分析.系统操作简单,方便科研人员的使用.     

SMES装置用电压源型变流器双闭环功率控制系统设计

基于PI控制器的双闭环功率控制系统简单可靠,但存在理论参数控制效果不理想、参数进一步调整缺乏系统方法的问题。针对该问题,以超导磁储能(SMES)装置中较常采用的电压源型变流器(VSC)为对象,研究其双闭环功率控制系统中PI参数的设置方法。首先给出SMES系统中VSC数学模型及控制系统结构,并基于二阶最佳整定思想推导各环PI控制器理论参数的计算式;然后以传递函数及根轨迹为工具,分析各环PI控制器参数变化对各环动态特性的影响规律,并据此总结参数调整步骤;最后通过仿真算例验证理论分析的合理性和参数调整步骤的有效性。     

基于DSP的直线电机位置伺服控制策略研究

在综合分析直线电机位置伺服控制系统的动静态性能及抗干扰能力的基础上,对其位置伺服控制策略进行了研究,开发了一套基于DSP的直线电机位置伺服控制系统。该伺服系统提出了用模糊自适应PID控制方法和干扰观测器补偿技术来提高系统的动静态性能,且可以补偿因外力等对系统造成的干扰。重点分析了位置角对系统的影响,进而提出了模型参考自适应算法对位置角进行校正以消除直线电机定位时出现的振荡。实验结果表明,所提出的位置伺服控制系统具有高的动、静态性能。     

基于DRNN的超导磁储能装置自适应PID控制

提出使用自适应PID控制的方法进行超导磁储能装置控制器的设计,这种控制方法由DRNN(对角回归神经网络)在线辨识系统特定参数,不需要建立系统参考模型,而使得闭环系统的误差信号趋于最小.仿真表明DRNN能够通过梯度下降法自学习,辨识系统的特定参数,速度较快.与传统的控制方法相比,其控制效果好,且结构简单,较易实现.     

基于DRNN的超导磁储能装置自适应PID控制

提出使用自适应PID控制的方法进行超导磁储能装置控制器的设计,这种控制方法由DRNN(对角回归神经网络)在线辨识系统特定参数,不需要建立系统参考模型,而使得闭环系统的误差信号趋于最小。仿真表明DRNN能够通过梯度下降法自学习,辨识系统的特定参数,速度较快。与传统的控制方法相比,其控制效果好,且结构简单,较易实现。     

西电东送广东电网安全稳定控制系统设置策略研究

南方互联电网到“十五”末期将成为世界上结构最复杂的电网，为保证南方电网的安全稳定运行，必须对南方电网，特别是受端广东电网的安全稳定控制系统进行深入研究。从受端广东电网的角度出发，详细研究广东电网内部故障和交直流送电线路故障时的安全稳定水平，并对广东电网的安全稳定控制系统配置策略进行探讨，提出需要解决的问题。     

基于ISA总线和RS-85网络的高温超导磁储能监控系统

提出了一套基于工业标准体系结构（ISA）总线和RS-485网络的高温超导磁储能（SMES）监控系统。介绍了系统的通信协议，描述了系统的总体结构及主要功能。为提高系统的实时响应性能和数字信号处理能力．在硬件上采用了数字信号处理器（DSP）技术；采用模块化的程序设计方法，同时通过利用DSP的中断资源．解决了多任务对CPU的同时请求以及交叉的问题。实验表明，该监控装置能对整个SMES系统进行有效的状态监测与控制。     

基于ISA总线和RS-485网络的高温超导磁储能监控系统

提出了一套基于工业标准体系结构(ISA)总线和RS-485网络的高温超导磁储能(SMES)监控系统。介绍了系统的通信协议,描述了系统的总体结构及主要功能。为提高系统的实时响应性能和数字信号处理能力,在硬件上采用了数字信号处理器(DSP)技术;采用模块化的程序设计方法,同时通过利用DSP的中断资源,解决了多任务对CPU的同时请求以及交叉的问题。实验表明,该监控装置能对整个SMES系统进行有效的状态监测与控制。     

风力发电系统控制策略研究

风力发电领域近年来发展很快,针对风能的最大利用和改善电能质量,人们提出了许多控制方法。论文从风轮的控制、发电机与变换器的控制、谐波消除与无功补偿等方面对风力发电系统的控制策略作了讨论和研究,提出了在未来的风电系统中控制策略的发展方向。