基于虚拟磁链的超导储能装置直接功率控制策略

在超导储能装置中采用虚拟磁链估算法计算瞬时功率,以消除采样干扰.并将直接功率控制技术(DPC)应用到超导储能系统中,得出了新的开关矢量表.将这两种方法结合使用,得到了一种能够改善超导储能装置的响应速度,提高系统的稳定性的控制策略.实验结果表明,该方法具有良好的控制性能,适用于电压型超导储能装置.     

电爆炸丝断路开关实验装置控制系统的设计

为了准确获得电感储能型脉冲功率系统中电爆炸丝断路开关的开断性能,需要研制电爆炸丝断路开关实验装置。实验装置控制系统包含主控制系统和人机界面两部分,主控制系统实现对升压整流充电电路的控制,输出火花隙开关触发信号,与人机界面的通信等功能;人机界面实现响应操作者指令,显示实验参数,与主控制系统通信等功能。对该电爆炸丝断路开关实验装置控制系统的实验测试结果表明,该控制系统能够精确控制放电电压,完成断路开关实验操作和数据采集,并具有系统安全性好的优点。     

超导电感储能脉冲输出电路设计及其关键问题

针对电感脉冲输出容易产生高电压,而且一般的断路开关也不易快速切断大电流这两个问题,提出了用模块化技术和脉冲变压器降低断路开关的开断电流,用金属氧化锌阀片(MOV)保护超导电感上的过电压的技术方案.以超导电感脉冲输出的单模块电路为对象,重点分析了氧化锌避雷器(由MOV组成)的U1mA(MOV通过1 mA电流时两端的电压)对脉冲输出波形的影响,提出了U1mA的选择原则.同时讨论了断路开关的开断时间对脉冲输出的影响.实验验证了此单模块电路的脉冲输出效果.     

基于空间矢量的电流型超导磁储能瞬态功率控制

超导储能线圈通过变流器与电网连接,从上层控制来说,四象限功率控制是基本的底层控制。本文使用空间矢量和瞬时功率理论,提出一种电流型超导磁储能瞬态四象限功率控制算法,通过电压空间矢量计算出瞬时功率需要的电流空间矢量,然后根据超导线圈电流,确定变流器开关状态和时间,不仅具有瞬时功率控制,而且具有一定准确度和抗干扰能力。最后使用该算法设计了功率开环和闭环CSMES瞬时功率控制系统。     

超导磁储能装置抑制风电并网功率波动的探索

为减小随机波动性的风电对电网产生的冲击,采用储能装置平抑功率波动,通过快速补偿或吸收不平衡功率,提高风能的利用率.超导磁储能装置响应速度快、能量密度大,将超导磁储能应用于风电厂出口处,并在MATLAB中对超导磁储能装置平抑风电并网功率波动的系统进行仿真验证,结果表明,超导磁储能技术对风电并网产生的功率波动有抑制作用.     

电爆炸切断开关产生纳秒脉冲的实验研究

论述了电爆炸导体的爆炸机制，以及作为切断开关爆炸导体参数选取的经验公式，并设计一个含两根电爆炸丝断路开关的电感储能电路，通过斩波来产生一个纳秒级大电流的单触发脉冲．在实验中，通过调节导体参数，可得到脉宽100ns的大电流脉冲，也通过实验探讨了电爆炸丝的参数及实验条件的选择对这个脉冲的影响。     

超导储能装置提高电力系统暂态稳定性的研究

为研究超导储能 (SMES)装置提高电力系统暂态稳定性的作用 ,从超导储能系统的运行机理出发 ,建立了超导储能的单桥系统和双桥系统数学模型 ,并实现了有功控制和有功无功综合控制的各种控制策略。在单机无穷大和多机系统上的计算机仿真表明 ,超导储能装置能有效地提高电力系统的暂态稳定性。论文研究了控制方式对暂态稳定性的影响 ,对影响其效果的多种因素 ,如安装地点等 ,也进行了比较详细的研究。     

超导储能系统的研究现状及应用前景

 超导磁储能系统将电磁能存储在超导储能线圈中,具有反应速度快、转换效率高、快速进行功率补偿等优点,在提高电能品质、改善供电可靠性及提高大电网的动态稳定性方面具有重要价值。概述了超导储能系统的工作原理、研究现状及优缺点,并展望了其未来应用可能性及发展方向。     

超导储能提高直驱风电系统低电压穿越能力的控制策略

针对电网故障、扰动引起的电网电压跌落给并网运行的永磁直驱风力发电系统带来的问题,应用超导储能系统提高永磁直驱风力发电系统的低电压穿越能力.研究永磁直驱风力发电系统以及超导储能系统的数学模型,设计相应的控制策略.利用Matlab/Simulink工具箱搭建系统仿真模型,给出不同电网电压跌落状况下,添加超导储能系统前后的仿真实验结果,并对实验结果进行对比分析.结果显示,当电网电压跌落时,超导储能系统能迅速平衡直流母线的功率变化,使直流母线电压保持稳定,直驱风电系统低电压穿越能力得到一定的提高.     

超导电力测试用高压振荡发生器的设计和仿真

针对超导电力系统中超导电缆和超导储能线圈测试需要模拟短路冲击大电流的试验需求,提出了基于脉冲电容器的高压振荡发生器设计方案并对电路进行了理论分析和电路仿真,着重分析了回路电阻对振荡电流持续时间的影响。仿真结果与理论分析结果相吻合,该结果表明:所设计的高压振荡发生器可以实现25 k A的峰值电流输出,衰减时间可达1 s,能够满足当前超导电力电缆或超导储能线圈冲击大电流试验的需要。     

35 kJ YBCO单螺管型超导储能磁体的多目标优化

优化设计超导磁体,不仅可以从技术上保证超导磁储能系统运行的安全和可靠性,而且能够最大限度地降低制造成本.利用模拟退火算法优化在一定条件下的单螺管储能磁体的基本参数（长、外径、内径等）,得出最优设计方案.在ANSYS中对超导储能磁体进行模拟仿真实验,结果验证了优化设计的优越性.     

基于超导磁储能装置的风电并网功率控制研究

风电系统输出功率的波动性和间歇性作为制约风电系统大规模并网的关键因素,给电网带来的不利影响越来越受到重视。为了提高风电系统并网功率的稳定性,本文对基于超导磁储能装置的风电并网功率控制做了研究。首先在理论上抽象描绘出风电并网系统的结构图,其次阐述超导磁储能装置抑制风电并网系统功率波动和震荡的原理,最后利用仿真软件matlab/simulink对风电并网系统进行了仿真分析,验证了采用超导磁储能装置稳定风电并网功率的正确性。     

电力储能技术发展概述

长期以来,电能的储存一般采用小规模电池储能和抽水储能电站,直到最近二三十年,科技工作者发明了超导储能和飞轮储能等技术。这些原理和方式各畀的储能装置还都处在研究阶段．存在着技术难点需要解决本文对各种储能方式及其发展做出概括介绍.     

基于PID控制器的超导储能装置抑制风速和故障扰动下风电场功率波动

因风速的随机性和间断性会给电网带来不稳定因素．为了降低风电场并网对系统稳定的影响．首先建立双馈感应风力发电机和超导储能装置的数学模型;然后合理设计功率解耦的比例-积分-微分超导磁储能控制器抑制功率波动,从而平滑风电场的输出功率;最后基于Matlab中Simulink．对含6台单机容量为1500kw的双馈感应风力发电机组成的风电场进行仿真研究．仿真结果表明,该控制策略的超导储能装置能够降低四分法风速和单相短路接地故障对电网电压的冲击．     

直接冷却超导磁储能磁体加载实验与热分析

阐述了35 kJ高温超导磁储能系统及其实验装置,通过对直接传导冷却超导磁储能磁体进行电流加载实验,对磁体进行了动态热分析.研究表明:在变流器对超导磁储能磁体充放磁储能过程中,磁滞损耗是功率损耗的主要部分,对磁体温升影响最大;减小变流器直流侧频率有利于抑制磁体温升.基于热稳定性分析了导冷结构的优化因素,指出直接冷却导冷结构应强化关键部位(磁体上部)的传热,以减小磁体轴向温差.     

超导电力技术

超导技术在电力领域的应用研究已受到广泛关注。一些示范样机,诸如超导输电电缆、变压器、故障电流限制器、电机和储能装置已经研制成功并投入示范性试验。本文综述了超导技术在电力应用方面的研究进展,并对今后的发展前景进行了简要分析。     

光储微电网混合储能系统的控制策略及开关优化

传统光储微电网混合储能系统控制策略将蓄电池视为容量无限大的理想元件,而实际上蓄电池容量有限,当蓄电池剩余电量达到阈值无法正常工作时传统控制策略将不适用。在二阶低通滤波法的基础上提出一种光储微电网混合储能系统的新型控制策略,同时考虑超级电容与蓄电池的剩余电量,根据储能元件的荷电状态调整储能元件输出电流参考值,维持储能元件剩余电量,但在极端天气情况下,仍需与储能元件保护开关相配合。由于采用传统储能元件保护开关的储能系统需独立的充放电电路,存在成本较高、充放电不连续等问题,因此,对储能元件的保护开关进行了改进,利用开关与二极管并联使其具有4种工作状态,在储能元件剩余电量达到阈值时,可自动恢复电量,降低了成本,提高了并网输出电能质量。最后结合新型控制策略与改进的保护开关,提出整体的混合储能系统控制方案,并用 Matlab／Simulink 对其进行仿真验证,结果证明了所提方法的正确性与可行性。     

超导储能在改善电能质量方面的应用

随着现代科学技术的发展,电力用户对电能质量的要求不断提高。超导储能系统不仅可以进行电压跌落补偿,还可以实现负载波动补偿和有源滤波等功能,从而实现了统一电能质量调节。本文阐述了SMES系统的主要组成,并针对不同应用给出了相应的控制算法和实验结果。实验结果表明,超导储能系统可以有效地改善用户电能质量。     

隧道结S_1I_1S_2I_2S_3与Quiteron

本文研究了非对称超导多层结S_1的超导电流特性,并简述了道结SS_2I_2S_3可作为超导管(Quiteron)——超导开关工作的特性。     

超导储能混合磁体的失超检测

针对超导储能混合磁体的特点,设计了一套用于超导储能混合磁体的失超检测与保护系统。系统采用数字失超捡测方法,利用高性能的数字采集卡NI-6224．快速可靠的检测到磁体失超;并通过卸能电阻可变的卸能回路实现磁体的失超保护,极大地加速了磁体电流的衰减．提高了移能效率．减小失超区的温升。