高温超导磁悬浮径向轴承的刚度特性仿真分析

刚度特性体现了超导磁悬浮轴承的稳定性,是高温超导磁悬浮径向轴承整体性能的主要评价指标之一。为探索刚度特性更优的径向轴承结构,笔者通过COMSOL软件对3种不同类型的径向轴承进行仿真设计,对比、分析不同结构的径向轴承的电磁特性,进而分析受力情况与刚度特性。结果表明,厚度较大、结构均匀的永磁体的径向轴承周围磁通密度更大,磁场梯度更强,刚度特性更优,在后续设计中可采用这种结构的径向轴承。     

抽水蓄能电站小知识汇总

正抽水蓄能小知识1.抽水蓄能是一种储能方式目前的储能装置大体可分为机械储能(抽水蓄能、压缩空气、飞轮)、电磁储能(超导、电容器)和化学储能(电池)。相比于其他储能方式,抽水蓄能以其资金投入少、设备寿命长、储能规模大、转换效率高、技术成熟、运行条件简便、清洁环保等特     

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。     

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。     

分散励磁与超导储能装置的干扰抑制控制

提出了一种新的设计多机电力系统中励磁和超导储能装置的分散L₂增益干扰抑制控制器的方法。文中首先建立了含超导储能装置的多机电力系统的动态模型，继而利用递推方法设计励磁和超导储能装置的增益干扰抑制控制器，所得控制器可以利用本地测量量实现。计算机仿真结果说明了所设计的控制器可以提高系统的暂态稳定性，显著改善系统的动态性能。     

2001——超导体年

随着超导关键技术的突破，推动了超导产品的和生产，介绍高温超导技术在电缆，变压器，电动机，故障限流器，储能设备等方面目前的世界水平及科研开发进展。     

超导限流储能系统的建模与优化

超导限流储能系统(SFCL-MES)是将超导储能系统与桥路型超导限流器集成起来实现的，二者共用一个超导磁体。文中分析了SFCL-MES的集成建模与优化的原理。根据SFCL-MES的限流集成原理，提出了它的限流集成模型。基于SFCL-MES在故障限流时的动态拓扑分析，建立了它的动态数学模型。在此基础上，根据不同的优化目标，建立了相应的优化模型，并对优化结果进行了比较分析。最后对于SFCL-MES集成后可以减小超导磁体容量的原理进行了讨论。     

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。     

新型SMES-SFCL多功能组合装置

介绍了几种典型的基于超导储能（SMES）的超导电力组合装置，包括SMES-SPS(串联移相器)，SMES-STATCOM（静止无功补偿器），SMES-UPFC（统一潮流控制器）以及SMES-SFCL（超导故障限流器）。讨论了一种新型SMESSFCL的多功能组合装置。该装置在限制一个系统短路电流的同时,可以对另一个独立系统进行电压调节。给出了该装置的拓扑结构和仿真结果，并对该装置的实际应用问题进行了讨论。     

锥形电磁铁磁悬浮轴承控制系统的建模及其H∞鲁棒控制器的研究（续）

介绍一种锥形电磁铁磁悬浮轴承控制系统的结构和控制原理；并对锥形电磁铁磁悬浮轴承控制系统进行建模；通过频域整定H∞鲁棒控制原理，设计系统控制器的数学模型；通过H∞次优鲁棒控制理论。利用MATLAB提供的鲁棒控制工具，设计出系统在H∞范数边界γ内二次稳定的鲁棒H∞次优状态反馈控制器：H∞鲁棒控制的优点是：①不用选择加权函数，使设计简单；②H∞控制具有较强的鲁棒稳定性。     

锥形电磁铁磁悬浮轴承控制系统的建模及其H∞鲁棒控制器的研究

介绍一种锥形电磁铁磁悬浮轴承控制系统的结构和控制原理；并对锥形电磁铁磁悬浮轴承控制系统进行建模；通过频域整定H∞鲁棒控制原理，设计系统控制器的数学模型；通过H∞次优鲁棒控制理论，利用MATLAB提供的鲁棒控制工具，设计出系统在H∞范数边界γ内二次稳定的鲁棒H∞次优状态反馈控制器；H∞鲁棒控制的优点是：①不用选择加权函数，使设计简单；②H∞控制具有较强的鲁棒稳定性。     

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。     

基于飞轮电池的应急电源在电厂中的应用研究

新型的三相应急电源系统(EPS)采用飞轮电池作为其储能电源,利用飞轮电池高能量密度,绿色环保等优点来满足EPS的高能量、绿色化要求.飞轮电池充放电均采用智能矢量控制,其放电直流输出经过DC升压电路和PWM逆变器后为电厂输电配电网提供快速的响应容量.数字仿真结果验证了此EPS能够有效提高电力系统的稳定性、可靠性和电能质量.     

基于储能型稳控装置的电力系统阻尼特性分析

飞轮储能式柔性功率调节器（FPC）是一种以储能原理为基础的电力系统稳定控制装置。基于由一台同步发电机和一台FPC组成的双机无穷大系统模型，利用特征值分析法研究了FPC对电力系统阻尼特性的改善作用，并分别讨论了FPC功率调节响应速度和FPC可调功率对系统阻尼特性的影响。计算和仿真结果表明，FPC能够增加电力系统的总阻尼资源并优化阻尼分配，特别是FPC的动态有功功率调节能显著改善系统的阻尼特性并提高系统抑制低频振荡的能力。     

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。     

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。     

超导发电机的研制

从一九七四年开始的三年计划,通商产业省拔给了重要技术研究经费,成功的进行了超导交流发电机的研制,这是世界上最大容量的6250千伏安超导发电机。超导电机的转子,直径39cm、长190cm(轴承间)、重量700kg。内部采用 Nb—Ti—Ta 超导线绕成的超导励磁线圈,转子带有真空绝热层低温恒温器、是不锈钢制的多层钢管构造。予先准备了恒温和低温两种电磁阻尼器。在轴的一端得到了磁性良好的发电机,还设置了液压轴密封装置,从这里把液体氦不断送到转子中去。     

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。     

旋转空间矢量算法在电压型SMES控制中的应用

研究了将旋转空间矢量算法应用于超导磁储能（SMES）装置的可行性，比较分析了旋转空间矢量控制和传统矢量控制这两种控制算法在系统节点电压幅值或相位发生突变时的控制效果，讨论了旋转空间矢量算法在电压不对称条件下的适用性。旋转空间矢量的另一优点是可以减小计算量，为空间矢量控制、无差拍控制等复杂算法控制提供了条件。电磁暂态仿真证明了该原理和方法的正确性。     

基于超导储能的小扰动动态安全在线评估

利用超导储能（SMES）技术进行电力系统小扰动动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。基于改进的Levy曲线拟合方法，文中建立了3阶7变量的局部传递函数拟合模型，通过对系统频域响应曲线峰值的拟合，获得了峰值对应模式的阻尼和频率特性，形成了小扰动安全的在线评估算法。通过EPRI-36节点系统的模式特征值与响应曲线峰值拟合结果的对比分析，说明了该算法的有效性和适用性。