超導(dǎo)磁儲(chǔ)能系統(tǒng)及其在風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.pdf

1、常規(guī)化石能源的枯竭，使風(fēng)能、太陽能、潮汐能等新能源的開發(fā)和利用帶來的契機(jī)。使得對(duì)一次能源具有高依賴性的電力能源在機(jī)遇和挑戰(zhàn)中發(fā)展。風(fēng)電發(fā)電作為新能源領(lǐng)域中技術(shù)最成熟、最具規(guī)?；_發(fā)和商業(yè)化發(fā)展前景的發(fā)電方式之一，大規(guī)模接入電網(wǎng)已成必然。由風(fēng)速的隨機(jī)性和不確定性引起的風(fēng)電場(chǎng)穩(wěn)定性差和輸出功率波動(dòng)性大，是制約風(fēng)電大規(guī)模并網(wǎng)的主要問題。研究提高風(fēng)電場(chǎng)穩(wěn)定性和抑制功率波動(dòng)的措施已成為風(fēng)電并網(wǎng)技術(shù)中亟待解決的重要問題。
　　 超導(dǎo)磁儲(chǔ)能系

2、統(tǒng)(superconducting magnetic energy storage，SMES)利用超導(dǎo)線圈以電磁能的形式存儲(chǔ)電能，低損耗、大儲(chǔ)能密度、快速響應(yīng)能力和獨(dú)立的四象限運(yùn)行能力是其最大優(yōu)點(diǎn)，使得SMES作為一種抑制電力系統(tǒng)功率波動(dòng)和平衡電力負(fù)荷的新型理想裝置得到了國內(nèi)外人士廣泛關(guān)注，并取得了豐碩的研究成果。證明SMES在增加系統(tǒng)穩(wěn)定性、平衡電力負(fù)載、提高電能質(zhì)量等方面具有很大優(yōu)勢(shì)。
　　 為了提高風(fēng)電系統(tǒng)并網(wǎng)的可靠性和安

3、全性，本論文將超導(dǎo)磁儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用于并網(wǎng)風(fēng)電系統(tǒng)抑制風(fēng)電場(chǎng)輸出功率波動(dòng)。其主要內(nèi)容為：
　　 首先，概述了儲(chǔ)能技術(shù)在風(fēng)電技術(shù)中研究現(xiàn)狀和超導(dǎo)技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景，提供了在風(fēng)電系統(tǒng)中應(yīng)用SMES的必要性；并深入分析比較SMES用變流器的電流型變流器和電壓型變流器的結(jié)構(gòu)和性能，為SMES在風(fēng)電系統(tǒng)中的應(yīng)用打了了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)和變流器在其他領(lǐng)域的選擇提供了依據(jù)，也為本論文采用電壓型SMES作為研究對(duì)象提供了理論依據(jù)。
　　 再次

4、，將電壓源型SMES應(yīng)用于風(fēng)電并網(wǎng)系統(tǒng)，分析了超導(dǎo)磁儲(chǔ)能系統(tǒng)控制風(fēng)電系統(tǒng)并網(wǎng)功率的原理，設(shè)計(jì)了基于頻率和電壓調(diào)節(jié)、以直流側(cè)電容電壓的閉環(huán)控制作為控制器外環(huán)、有功和無功電流控制作為控制器內(nèi)環(huán)的雙環(huán)控制策略的SMES控制器。
　　 最后，建立了電壓源型SMES相量模型。并選擇風(fēng)電場(chǎng)并網(wǎng)模型和常規(guī)電網(wǎng)模型，進(jìn)行MATLAB/Simulink仿真。研究表明，SMES抑制風(fēng)電場(chǎng)輸出功率的波動(dòng)、提高風(fēng)電系統(tǒng)的并網(wǎng)可靠性是通過快速補(bǔ)償系統(tǒng)的不