电能质量分析与控制专题
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基于完全电压补偿法的SMES用于抑制电压暂降的参数设计
宋旭东, 向铁元
武汉大学电气工程学院 武汉 430072
Parameters Design of the SMES for Suppressing Voltage Sag Based on Complete Voltage Compensation
Song Xudong, Xiang Tieyuan
Wuhan University Wuhan 430072 China
摘要 电压暂降是动态电能质量问题中发生频率最高、影响程度最严重, 同时造成经济损失最大的一类问题。超导磁储能系统(SMES)利用超导磁体的高效储能特性以及现代电力电子装置, 能够快速地实现功率的四象限调节, 从而有效地抑制电压暂降。由于超导磁体的稳定性问题, 超导线圈中的电流不能超过其允许的临界电流, 因此, 本文研究在采用完全电压补偿法抑制电压暂降时, 超导磁体中最少初始储能所对应的参数设计。本文根据超导磁体以及电压暂降的特性, 较为详细地提出参数设计规则, 并通过PSCAD/EMTDC进行全时域的SMES抑制电压暂降的仿真, 验证参数设计规则的合理性和实用性。
关键词 :
超导磁储能装置 ,
电压暂降 ,
完全电压补偿 ,
参数设计 ,
时域仿真
Abstract :Voltage Sag is one of the most serious power quality problems, which happens frequently and always causes big economic loss. SMES can adjust the input and output power in four quadrants, which combines the superconducting magnet with the power electronic converter. So the SMES can restrain voltage sag quickly. However, because of the stability of superconducting magnetic(SM), there is a limit for the current in the SM. This paper studies the initial parameters of the SMES, which correspond to the minimum energy, when using SMES to restrain voltage sag by the complete voltage compensation method. This paper proposes the initial parameters choosing rules based on the characteristic of the SM. And then, the time-domain simulation models are established by using the software PSCAD/EMTDC to verify the rationality and utility of the proposed rules.
Key words :
Superconducting magnetic energy storage (SMES)
voltage sag
complete voltage compensation
parameters design
time-domain simulation
收稿日期: 2010-11-01
出版日期: 2014-03-07
作者简介 : 宋旭东 男, 1984年生, 博士研究生, 主要研究方向为电力系统稳定运行与控制, 电力系统规划。向铁元 男, 1953年生, 教授, 博士生导师, 主要从事电力系统稳定运行与控制、电力系统规划的科研与教学工作。
引用本文:
宋旭东, 向铁元. 基于完全电压补偿法的SMES用于抑制电压暂降的参数设计[J]. 电工技术学报, 2011, 26(10): 62-67.
Song Xudong, Xiang Tieyuan. Parameters Design of the SMES for Suppressing Voltage Sag Based on Complete Voltage Compensation. Transactions of China Electrotechnical Society, 2011, 26(10): 62-67.
链接本文:
http://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/Y2011/V26/I10/62
[1] 肖湘宁. 电能质量分析与控制[M]. 北京:中国电力出版社, 2004. [2] Lamoree J, Mueller D, Vinett P, et al. Voltage sag analysis case studies[J]. IEEE Transactions on Industry Applications, 1994, 30(4): 1083-1089. [3] McGranaghan M F, Mueller D R, Samotyi M J. Voltage sags in industrial systems[J]. IEEE Transactions on Industry Applications, 1993, 29(2): 397-403. [4] Hingoran N G. Introducing custom power[J]. IEEE Spectrum, 1995, 32(6): 41-48. [5] 董其国. 电能质量技术问答[M]. 北京: 中国电力出版社, 2003. [6] 杨晓萍, 许辉, 吴成林. 动态电压恢复器电压补偿策略及其仿真研究[J]. 电工技术杂志, 2004, 23(9): 58-61. [7] 唐跃进, 石晶, 任丽. 超导磁储能系统(SMES) 及其在电力系统中的应用[M]. 北京:中国电力出版社, 2009. [8] 李学斌, 赵彩宏, 黄晓华, 等. 基于超导储能系统的电网电压快速补偿算法[J]. 电网技术, 2006, 30 (22): 95-98. [9] Song Xudong, Xiang Tieyuan, Peng Xiaotao. The time domain simulation of the voltage source converter fed SMES in power system[C]. APPEEC 2009-Proceedings, 2009. [10] Carson W Taylor. Power system voltage stability [M]. New York: McGraw-Hill, 1994. [11] 金建勋. 高温超导体及其强电应用技术[M]. 北京:冶金工业出版社, 2009. [12] 刘逊, 朱晓光, 褚旭, 等. 基于超导储能的瞬时电压跌落补偿[J]. 电力系统自动化, 2004, 28(3): 40-45. [13] 林继如, 尹忠东, 颜全清. 基于超导储能的动态电压恢复器的研究[J]. 高电压技术, 2008, 34(3): 609-611, 614. [14] 冯小明, 杨仁刚. 动态电压恢复器电压补偿策略的研究[J]. 电力系统自动化, 2004, 28(6): 68-72. [15] 郭文勇, 张志丰, 肖立业. 基于共直流电压母线级联型超导储能系统的动态电压恢复器最小能量控制[J]. 电网技术, 2009, 33(5): 69-74.
[1]
赵子先, 康龙云, 于玮, 张健彬, 李杰. 基于简化时域模型的CLLC直流变换器参数设计 [J]. 电工技术学报, 2022, 37(5): 1262-1274.
[2]
马小勇, 王议锋, 王萍, 孟准. 燃料电池用交错并联型Boost变换器参数综合设计方法 [J]. 电工技术学报, 2022, 37(2): 397-408.
[3]
颜湘武, 张伟超, 崔森, 黄瀚燕, 李铁成. 基于虚拟同步机的电压源逆变器频率响应时域特性和自适应参数设计 [J]. 电工技术学报, 2021, 36(zk1): 241-254.
[4]
皇金锋, 李林鸿, 任舒欣, 刘树林. 考虑滤波电容等效串联电阻的输出本质安全型Buck-Boost变换器分析与设计 [J]. 电工技术学报, 2021, 36(8): 1658-1670.
[5]
张戬, 刘炜, 潘卫国, 张浩, 谢伟, 葛洲. 基于改进暴力搜索算法的全双向变流供电系统参数设计 [J]. 电工技术学报, 2021, 36(23): 4896-4904.
[6]
高国庆, 雷万钧, 袁晓杰, 卫才猛, 崔耀. 双有源全桥变换器全状态离散迭代建模与输出电压纹波分析 [J]. 电工技术学报, 2021, 36(2): 330-340.
[7]
皇金锋, 韩梦祺. 交错控制双输入Boost变换器的能量传输模式及输出纹波电压分析 [J]. 电工技术学报, 2021, 36(14): 3022-3033.
[8]
曹文远, 韩民晓, 谢文强, 李蕊, 袁栋. 基于扰动观测器的电压源型逆变器负载电流前馈控制及参数设计方法 [J]. 电工技术学报, 2020, 35(4): 862-873.
[9]
陈汝斯,林涛,毕如玉, 徐遐龄, 齐清. 基于有限量测数据的主动配电网电压暂降源精确定位策略 [J]. 电工技术学报, 2019, 34(zk1): 312-320.
[10]
陶顺, 唐松浩, 陈聪, 肖湘宁. 变频调速器电压暂降耐受特性试验及量化方法研究I:机理分析与试验方法 [J]. 电工技术学报, 2019, 34(6): 1273-1281.
[11]
张嫣, 林涌艺, 邵振国. 电压暂降可观约束下的定位监测点多目标优化配置 [J]. 电工技术学报, 2019, 34(11): 2375-2383.
[12]
唐松浩, 陶顺, 刘颖英, 陈聪, 肖湘宁. 变频调速器电压暂降耐受特性试验及量化方法研究II:试验及量化方法 [J]. 电工技术学报, 2019, 34(10): 2207-2215.
[13]
徐永海, 李晨懿, 汪坤, 卢文清. 低压变频器对电网电压暂降耐受特性及兼容性研究 [J]. 电工技术学报, 2019, 34(10): 2216-2229.
[14]
杨良, 王议锋, 涂世杰, 李国栋, 陈培育. 用于含谐振零点的多谐振元件软开关直流变换器参数设计 [J]. 电工技术学报, 2018, 33(9): 2055-2067.
[15]
吴亚盆, 刘颖英, 徐永海. 可编程序控制器对电压暂降敏感度的试验研究 [J]. 电工技术学报, 2018, 33(6): 1422-1430.