基于超导储能的暂态稳定控制器设计

基于超导储能的暂态稳定控制器设计

一、基于超导储能的暂态稳定控制器设计(论文文献综述)

李凯强[1](2021)在《基于蜂拥算法的智能电网暂态稳定分布式控制研究》文中认为随着科技水平的不断提升,社会发展对能源的需求日益增长。楼宇、工厂、数据中心、医疗设施等基建的规模要求越来越高,设备的种类越来越复杂多样,以及非线性荷载比重增大,供电的连贯性和稳定性愈发重要。通讯技术与计算机信息处理技术的大力提升,使得多智能体分布式控制技术得到了快速发展,从而为电网控制优化问题、分布式负荷频率、电压调频等问题提供了相应基础。电网融合先进的信息通信技术、传感器技术和自动控制技术,有助于电网接入分布式能源装置,提高了电网在运行效率和暂态稳定方面的性能。但同时对智能电网的网络安全和电力系统的稳定等带来新的挑战。因此,针对信息反馈、控制和处理的时效问题,本文从信息物理系统的信息网络和物理设备交互影响角度出发,依据多智能体蜂拥控制理论和分区优化思想,提出系统快速恢复的稳定控制方法,提高了智能电网暂态稳定性。本文的主要研究内容如下:首先,针对智能电网进行信息-物理交互系统建模,考虑将整个智能电网视为一个可控的多智能体系统,每个智能体包含一台同步发电机、相位测量单元和传感器等装置,给出一种能够描述各智能体间的智能电网信息物理耦合交互框架。在所构建信息-物理交互系统模型基础上,提出一种基于蜂拥算法的分布式控制器,解决智能电网信息-物理网络融合系统的稳定运行问题。其次,进一步提出一种基于分区优化分布式控制策略,以提高智能电网暂态稳定性和弹性。该策略可用于解决智能电网的信息计算及冗余性和控制器的性能等问题,在一定程度上降低通信处理的成本,从而提高系统稳定性。利用状态相似性,对各智能体进行分区,以“领导-跟随”协同方式,实现对智能体更加优化的分布式控制。通过信息-物理耦合及储能装置的作用,进行功率调节,使智能电网中所有同步发电机恢复同步运行状态。最后,基于MATLAB/Simulink平台采用IEEE39节点系统,进行仿真实验验证。验证了第三章所提出的基于蜂拥算法的智能电网分布式控制器的可行性。通过与其他控制方法作对比,验证了第四章所提出的基于分区优化分布式控制策略的有效性,而且能更快地恢复系统稳定。此项研究可以合理降低设备运行成本,提高系统响应速度,增强智能电网的暂态稳定性。

曹鹏程[2](2021)在《储能系统对含风电场电网的频率和电压影响分析》文中提出人类的生存和发展离不开能源,尤其是工业的飞速发展更需要大量的电能支持。另一方面,能源紧缺和环保问题日趋严重。国家大力倡导开发利用清洁能源,其中风能在可再生能源利用领域占据了重要地位。但是风电出力存在波动性和不可预测性,电网电压和频率波动频发,对电力系统运行稳定性带来巨大挑战。储能技术的迅速发展为提高电力系统消纳风电的能力提供了新的解决思路。电池储能系统凭借灵活快速、可控的双向能量吞吐能力,在应对风电并网系统扰动下的频率和电压波动方面具有广阔的应用前景。本文基于电力系统综合分析软件PSASP,利用其自定义建模功能建立了电池储能系统的机电暂态模型,在含风电场的电网中研究电池储能系统对风机扰动产生的频率和电压波动的影响。首先研究了鼠笼异步风力发电机、双馈感应风力发电机和直驱永磁同步风力发电机的结构以及数学模型。建立了风力机模型包括叶片模型、机械传动模型和桨距角控制模型。建立了风速模型:威布尔分布模型和组合风速模型。介绍了本文仿真所用的分析软件PSASP以及其中自带的风机模型。其次在深入分析电池储能系统结构的基础上,建立了可以体现储能有功调节死区、充放电功率限制、逆变器无功支持限制等特性的电池储能系统机电暂态模型。在36节点系统中仿真模拟了所建储能模型能够在系统发生切负荷故障时,抑制频率和电压的增长,验证了模型的有效性。再次将建立的风电场模型接入系统中,针对不同风速下阵风、渐变风和随机风扰动引起系统频率的变化进行了仿真分析。在含风电场的电网中接入建立的电池储能系统模型,设置风电场受到风速扰动来研究储能对于系统频率变化的影响,主要针对电池储能系统在不同的有功功率和不同的接入位置下进行比较分析。最后以提高电网电压稳定性为目的,利用PSASP中的电压稳定分析功能,计算出含风电场的电力系统中电压稳定性薄弱的区域,以此作为电池储能系统的接入位置。仿真验证了当含风电场的电网发生切负荷以及风电切机的故障时,储能接入电网薄弱节点能够有效抑制电压的波动,增强电压的稳定性,并且接入薄弱节点对电压的抑制效果比接入其他节点更好。

孙阳[3](2021)在《SMES控制与电磁优化设计》文中提出柔性输电技术的使用不仅能保证电网输电的经济性,而且极大地降低了大面积停电的概率,而柔性输电技术的核心环节就是利用储能设备调控电网中的有功、无功功率。超导储能设备(SMES,Superconducting Magnet Energy Storage)与适当的控制策略相结合可用于平抑分布式微源变化带来的系统波动,所以提高超导储能系统的控制性能与电磁性能具有重要意义。本文首先对超导储能系统的三种非受控工作状态的电路原理进行分析,然后针对非受控工作状态下的SMES充放电速率大等问题,设计了基于模型预测控制(MPC,Model Predictive Control)的SMES控制方法,进行了PI控制器参数设计。在MATLAB/SIMULINK中搭建基于PI与MPC控制的SMES仿真模型,并针对充电速率、稳定储能状态下电流跟踪偏差、放电过程负载电压稳定及放电速率等性能进行对比分析。为了实现超导储能磁体高储能密度目标,选用不同结构来提高超导储能磁体的载流能力。首先通过电磁仿真分析与作图法计算矩形、一阶梯形与二阶梯形截面的单螺线管磁体临界电流。然后对三种截面形状的超导储能磁体进行了基于MATLAB与COMSOL的联合仿真优化。针对联合仿真计算速度慢的问题,本章又提出了基于BP神经网络的SMES快速优化方法,通过构建与训练BP神经网络,实现了对超导储能磁体非线性模型的有效拟合,并利用粒子群算法完成了该网络的快速寻优。综合考虑经济性及制造难度等因素,最后选择一阶梯形单螺线管结构作为本设计的储能磁体绕制结构。除了优化磁体结构参数,还可以选择并包绝缘的双根超导带材来进行线圈绕制以提高超导储能磁体的载流能力并减少其交流损耗。通过搭建测试平台对临界电流与交流损耗进行测试,发现并包绝缘双根带材的临界电流几乎是单根带材的两倍。单根带材的交流损耗值符合Norris带状模型,而双根并包绝缘的带材的传输交流损耗会随着电流的增大逐渐小于Norris带状模型理论值。并包绝缘的双根超导带材绕制的超导双饼一阶梯形线圈临界电流测试结果为205A。超导储能磁体及其线圈单元除了在交变分量作用下产生交流损耗,在充放电工况下也会产生很大的交流损耗。通过H方程法求解交流损耗,发现超导带材与一阶梯形线圈计算结果与实验结果基本一致。又通过H方程法建立不同充放电工况下的交流损耗数据集,完成广义回归神经网络的训练,实现了交流损耗的快速预测。随着数据的增多,预测精度也会提高。

李嘉伟[4](2020)在《超导故障限流器对电力系统暂态稳定性的影响》文中指出目前我国电力系统的规模和容量在持续不断的扩增,系统中不断攀升的短路故障电流会对电气设备的安全运行和系统的稳定性造成严重的威胁。超导故障限流器(Superconducting fault current limiter,SFCL)是当前最为理想的一种限流装置。它响应速度快,可以自动触发、自动复位以及可以多次动作。它集检测、转换和限流于一体,只有在系统故障情况下呈现高阻抗,在系统正常运行时阻抗很小几乎为零。但在限流过程中SFCL向系统投入阻抗会改变网络的结构参数,对电力系统的稳定性造成影响。另由于系统中短路电流超标节点在网络中随机分布,且超导故障限流器目前造价昂贵,故在电力系统中配置SFCL时还需考虑其经济性问题。本文通过理论分析和利用PSD-BPA电力系统分析仿真软件来研究超导限流器对系统暂态稳定性的影响。首先在单机无穷大系统中定性分析了不同类型SFCL对系统暂态稳定性的影响,然后基于PSD-BPA平台搭建单机无穷大系统模型,分别在对称和不对称故障中进行仿真验证,得到了不同情况下SFCL对系统暂态稳定性影响的规律。然后基于人工萤火虫群优化(Glowworm Swarm Optimization,GSO)算法和天牛须搜索(Beetle Antennae Search,BAS)算法提出一种GSO-BAS混合算法来解决SFCL在系统中的优化配置问题。最后在多机系统中结合GSO-BAS混合算法提供的最优配置方案进行仿真,并判断SFCL对多机系统暂态稳定性的影响。以上所有工作从理论和仿真研究两方面论证了超导故障限流器对电力系统暂态稳定性的影响,仿真结果表明将基于GSO-BAS混合算法得到的优化配置方案应用到多机系统中,会对多机系统的暂态稳定性产生积极的影响。

谭子微[5](2020)在《基于超导储能的风电场并网功率控制研究》文中提出风电场输出功率具有波动性的特点,大规模直接并网会对电网电压及频率稳定性产生影响。引入储能技术可以促进电力系统对风能的消纳,确保风电并网系统运行的稳定。超导储能(Superconducting Magnetic Energy Storage,SMES)可以实现能量的高效存储、响应速度快、具有灵活的四象限功率调节能力,在保障可靠供电、改善电能质量等领域能发挥十分关键的作用。本文提出将SMES应用于风电场的并网功率控制,不仅能使风储联合系统提供稳定的功率输出,提高风力发电的可信度与可控性,也可以实现风电功率的平滑并网,从而减小波动功率对电网的冲击。首先比较了电力系统中常用储能形式的特点,介绍了SMES的应用现状、系统结构与功率调节原理,重点推导了电压源型SMES的数学模型。针对SMES的性能优点以及风电场应用场景的特点,设计了SMES用变流器的滑模变结构控制策略。基于MATLAB/SIMULINK工具,搭建了阶跃有功指令响应与风电跟踪计划出力的仿真模型。仿真结果表明,与传统PI控制方式相比,采用滑模控制的SMES具有跟踪速度快、精度高、鲁棒性强的优点,能使风电场按计划值输出稳定的功率。其次,提出基于风速预测的储能平滑风电波动控制方案,用预测的输出功率代替历史出力数据进行分析,提高了控制系统的的实时性。为解决传统滤波算法存在的不足,利用集合经验模态分解(Ensemble Empirical Mode Decomposition,EEMD)方式对波动风电功率进行自适应平滑,并且结合连续均方误差准则与风电场并网功率变化量约束标准,设计了EEMD平滑基础阶数的选择方式。再次,在得到平滑基础阶数的前提下,综合考虑储能装置的荷电状态(State of Charge,SOC)与波动量指标,设计了SMES平滑风电功率的模糊变阶控制策略,在保证风电波动量达到标准的同时,使得SMES处于良好的工作状态。利用某风电场的实际功率数据,通过与定阶数平滑方式的仿真对比,验证了模糊EEMD平滑方式的有效性。最后,提出基于“仿真法”的SMES容量及功率配置方法。

罗绪[6](2020)在《高密度储能装置对电力系统暂态稳定的影响》文中研究指明近年来,随着现代化电力系统规模的不断扩大,多条直流输电线路并接交流电网的局面逐渐形成。由于直流输电发生故障的几率远远大于交流输电线路,而传统暂态稳定控制措施逐渐显示出不足之处,因此利用储能支持电力系统暂态稳定的技术引起了重点关注。本文以浙江电网发生直流闭锁时系统的暂态稳定情况为基础,就高密度分布式储能装置用于改善电力系统暂态稳定的控制策略、并结合相关案例应用展开了研究。本文研究了双回路控制外环的功率控制器,采用电力系统暂态仿真软件PSASP搭建出具体的储能控制回路,设计出针对浙江电网一次调频的虚拟惯性控制的下垂控制策略,并与系统一般的乒乓控制进行系统调频效果的对比。针对浙江电网发生直流闭锁时所面临的系统频率降低而可能导致的低周减载问题,研究设计了分布式储能的装机容量、开始动作时间、支持时长,从而得到储能的最佳控制方式,获得了最佳的频率支撑效果。其过程和结果通过PSD-BPA软件完成仿真。本研究设计了储能装置的无功支持功能,全面研究了储能装置有功和无功支持对于电力系统电压波动、功角振荡、大范围潮流转移等问题支撑效果,通过PSD-BPA软件进行具体的仿真分析,从而得出了储能无功补偿方案的可行性。研究表明,采用合适的控制方式,高功率密度分布式储能装置对于改善电力系统暂态稳定具有非常好的效果。

张驰[7](2019)在《联合超导储能提高含风电多机系统暂态稳定性的方法研究》文中研究说明随着风力发电装置的单机容量不断增大和系统风电所占比例的逐渐提高,风电场并网运行对电网的安全稳定运行提出了更高的要求。在电网发生短路故障时,风机并网点的输出特性也会参与到电网的恢复过程中,对系统的暂态功角稳定性产生一定的影响,合理的使用双馈风机(DFIG)并网点所配备的补偿装置改善并网点输出功率能够有效地提高含风机系统暂态功角稳定性,而超导储能装置(SMES)由于其灵活的四象限调节能力和快速响应性,近些年来在电网得到了广泛的应用。因此,研究利用SMES提高含风电多机系统暂态稳定性是意义的。本文依据双馈风机的拓扑结构和运行原理,首先分析了双馈风机(DFIG)对系统暂态功角稳定的影响途径,然后利用DFIG的等效导纳模型对系统的节点导纳矩阵进行了修正,进一步推导出了系统功角变化过程中等值机械功率变化量与DFIG接入位置信息和DFIG功率外特性的关联关系。在此基础上,利用提前离线计算得出的位置参数在整个功角变化过程中的零点确定出等值机械功率的增减区间,并通过分析系统等值机械功率的增减性质对系统功角的影响,提出了一种联合SMES提高含风电多机系统暂态功角稳定性的综合控制策略,充分利用SMES灵活的四象限调节能力和快速响应性,改善暂态期间双馈风机并网点的有功无功功率,增大系统的减速面积,减小系统的加速面积,达到提高系统暂态功角稳定性的目的。并搭建了含风机-超导储能装置的MATLAB仿真模型,仿真对比了本文所提方法与传统仅按功角增减控制的方法对系统等值功角的改善情况,验证了本文所提方法的优越性。考虑到双馈风机和超导储能装置变流器结构的相似性,本文进一步将SMES单元并联在风机直流侧,给出了一种基于SMES电压型变流器的双馈风机发电系统。这种方式在稳态时能够平抑DFIG功率波动,在暂态期间还能够利用超导磁体吸收双馈风机定转子间的不平衡能量,维持直流母线电压稳定,使得DFIG在故障期间也能按需求向系统输入输出功率,有效提高系统的暂态稳定性。最后通过仿真分析,验证了所提系统的有效性。

徐慧[8](2019)在《电力系统中储能装置辅助PSS优化控制策略》文中研究指明随着高放大倍数调节器的大量投入、电力系统负荷的增加以及电网规模的扩大,各种扰动经常引发电力系统的低频振荡。电力系统稳定器(PSS)作为发电机励磁系统的附加控制器得到了广泛应用。储能装置可以作为新能源的消纳途径,还能参与电网调频以及控制线路潮流,有效的提高电网的稳定性。当储能装置和电力系统稳定器(PSS)共同运用于电力系统时,如果参数设置不协调,往往不能取得良好的效果。因此,研究电力系统稳定器(PSS)与储能装置的参数优化问题具有重要的理论和实用价值。本文选用超导储能装置(SMES)作为辅助电力系统稳定器(PSS)抑制低频振荡的附加措施,利用单机无穷大系统研究低频振荡机理,分析了电力系统稳定器(PSS)及超导储能装置(SMES)的抑制机理。同时根据PSS及SMES的数学模型和工作原理,对二者进行了一定的简化和线性化,并结合电力系统的线性化模型及特征值分析法理论建立了单机无穷大系统和3机9节点系统的线性化模型,为后续研究做好分析的基础。为了优化PSS和SMES的参数,论文研究了蝙蝠优化算法的不足并对算法进行了改进。考虑到基本蝙蝠算法(BA)的缺点,在其基础上添加了记忆功能、时变惯性权重和杂交环节三项的改进,得到了改进蝙蝠算法(IBA)。经过典型测试函数测试了改进蝙蝠算法(IBA)的寻优性能,验证了该改进算法收敛快、不易陷入局部最优的优点,理论上改进后的算法能够更好的解决电力系统稳定器(PSS)与储能装置的参数优化问题。最后,在MATLAB/Simulink仿真平台中搭建了单机无穷大系统和3机9节点系统的仿真模型,设计的目标函数综合考虑频率、功率稳定和电压的稳定性,选择发电机转速偏差、电磁功率偏差及机端电压偏差的绝对值之和为优化算法的目标函数,利用改进蝙蝠算法优化PSS和SMES的主要参数,同时在系统的多种运行方式下,对比分析了三种不同工况下低频振荡的抑制效果。验证了SMES不仅能够良好的辅助PSS抑制系统的低频振荡,同时能够对系统发电机端电压稳定性起到一定的改善作用。

施啸寒[9](2015)在《静止桥接储能装置在电力系统稳定控制中的应用研究》文中进行了进一步梳理自人类进入21世纪以来,伴随着以新能源和可再生能源逐步代替化石能源为目标的新能源革命的号角,储能技术受到了前所未有的重视,并有了飞速发展。在储能技术中,通过电力电子电路与电网相连的静止桥接储能装置,能够对其与电网交换的有功功率和无功功率进行独立、快速、准确控制,为电力系统运行控制提供了一种灵活的新手段,已成为电力系统稳定控制的一种新的有效工具。因此,研究静止桥接储能装置在电力系统稳定控制中的应用具有十分重要的意义。本文从含静止桥接储能装置的单机-无穷大系统线性化扩展模型入手,以转矩法和状态空间分析法为工具,阐明了静止桥接储能装置影响电力系统动态特性的作用机理。进而,以增加电力系统阻尼和提高电力系统暂态稳定性为目标,对满足工程化应用要求的静止桥接储能装置系统层控制器进行了全面而深入的研究。论文的主要工作及取得的成果包括:(1)以SMES装置为例,推导了静止桥接储能装置主电路标幺值数学模型,并基于该模型,系统且全面地研究了功率调节系统的控制器及其参数整定方法和大容量扩展问题。论证了静止桥接储能装置无论采用基于电流反馈的功率开环控制方式还是采用功率闭环控制方式均可等效为具有一阶惯性环节的可控功率源这一结论,并给出了其惯性时间常数与功率调节系统控制器参数的定量关系。对大容量电压型功率调节系统中的多相斩波器控制问题进行了深入研究,提出了一种新的用于SMES装置的多相斩波器控制方法。该方法通过切换电压控制矢量实现了具有良好抗扰动性能的直流电压控制,并通过电压控制矢量不同开关组合的切换实现了多相斩波器的良好均流。(2)详细阐明了静止桥接储能装置影响电力系统动态特性的作用机理。对静止桥接储能装置有功功率调节和无功功率调节影响电力系统动态特性的不同特点、发电机励磁控制以及阻尼绕组对储能装置作用的影响进行了深入研究。在考虑发电机阻尼绕组对储能装置作用的影响时,提出了一种利用储能装置功率调节到发电机转子电角速度变化量的留数求取功率调节到其产生的电磁转矩变化量传递函数的近似方法,并对所提方法的准确性和适用性进行了论证。(3)从控制器结构设计、参数整定、控制输入选择、鲁棒性分析等多个方面对满足工程化应用要求的阻尼控制器进行研究。提出了一种计及发电机阻尼绕组影响的阻尼控制器简化设计方法,并通过根轨迹分析论证了所提方法的有效性。得出了有工程实用价值的结论:对于含储能装置的单机-无穷大系统,储能装置采用以△ω或-△Pg为反馈输入的阻尼控制器,能够有效增加电力系统机电模式阻尼;采用△Pg为反馈输入的阻尼控制器容易引起频率较高的控制器模式失稳或频率稍高的励磁模式失稳,从而限制了储能装置提高电力系统稳定性作用的发挥:储能装置同时利用有功功率调节、无功功率调节增加电力系统阻尼时,阻尼改善效果对发电机并网电抗及运行点变化的鲁棒性较强。(4)通过对电力系统大扰动暂态过程的合理分段,并考虑励磁控制的综合影响,提出一种满足工程应用要求的储能装置分段控制器。所提分段控制器通过将储能装置与发电机励磁控制进行协调配合,兼顾了电力系统暂态稳定性提高和阻尼增加两个方面,可在大扰动暂态过程中充分发挥储能装置提高电力系统稳定性的作用。(5)作者作为主要研究人员全程参与了“150kJ/100kW高温超导磁储能系统”项目的研究与试验工作,主要承担了功率调节系统和监控系统的仿真计算、原理设计、样机系统开发与调试、系统试验方案设计与分析论证以及试验结果分析等任务。依托该科研项目,进行了功率调节系统试验、动模试验和现场试验。试验结果验证了本文研究的功率调节系统控制技术、储能装置的作用机理分析以及不同反馈输入作用效果差异等理论分析结果。

陈毅然,王杰[10](2013)在《基于间接Hamilton化理论的超导储能控制设计》文中研究指明采用超导储能装置(Superconducting magnetic energy storage,SMES)的二阶模型,得到含SMES的单机无穷大电力系统模型。进而利用Lagrange化和间接Hamilton化理论,构造了该动态系统的Hamilton函数,并提出相应的SMES的稳定控制策略。最后,利用Matlab进行仿真验证了笔者所提出控制律的正确性和有效性。结果表明,在大干扰的情况下,基于间接Hamilton化理论所设计的超导储能控制器能使系统快速地恢复到稳定运行状态,提高电力系统的暂态稳定性。

二、基于超导储能的暂态稳定控制器设计(论文开题报告)

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

三、基于超导储能的暂态稳定控制器设计(论文提纲范文)

(1)基于蜂拥算法的智能电网暂态稳定分布式控制研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 智能电网研究背景
        1.2.2 分布式控制研究现状
        1.2.3 智能电网暂态稳定控制研究现状
    1.3 主要内容及章节安排
第二章 智能电网相关基础概念和基本理论
    2.1 智能电网信息-物理模型
    2.2 电力系统外部储能技术
    2.3 多智能体协同控制理论
        2.3.1 多智能体一致性理论
        2.3.2 多智能体系统蜂拥控制算法
        2.3.3 多智能体分组一致性控制协议
    2.4 本章小结
第三章 基于蜂拥方法的智能电网暂态稳定控制
    3.1 问题描述
    3.2 基于多智能体的智能电网控制模型
        3.2.1 智能电网暂态稳定控制框架
        3.2.2 智能电网多智能体动力学信息-物理交互模型
        3.2.3 智能电网暂态稳定问题的数学描述
    3.3 基于蜂拥的智能电网控制器设计
        3.3.1 类比蜂拥的控制协议设计
        3.3.2 电力系统稳定性分析
    3.4 仿真分析
    3.5 本章小结
第四章 智能电网信息物理系统暂态稳定的分布式最优控制
    4.1 问题描述
    4.2 智能电网的暂态稳定控制
        4.2.1 智能电网信息网络可靠性优化
        4.2.2 智能电网分布式控制器设计
        4.2.3 智能电网控制目标模型
    4.3 智能电网暂态稳定的分布式区域优化控制
        4.3.1 智能电网分区方法
        4.3.2 智能电网稳定性分析
    4.4 仿真分析
    4.5 本章小结
第五章 总结与展望
    5.1 全文总结
    5.2 研究展望
参考文献
个人简历在读期间发表的学术论文
致谢

(2)储能系统对含风电场电网的频率和电压影响分析(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题研究的背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 储能技术发展现状
        1.2.2 风电接入对电网影响的研究现状
        1.2.3 储能系统在风电并网系统中的应用研究现状
    1.3 本文的主要工作
第二章 风力发电系统建模
    2.1 风力发电机组的分类
        2.1.1 鼠笼异步风力发电机系统(SCIG)
        2.1.2 双馈感应风力发电机系统(DFIG)
        2.1.3 直驱永磁同步风力发电机系统(DDPMSG)
    2.2 风力机的数学模型
        2.2.1 叶片模型
        2.2.2 机械传动部分模型
        2.2.3 桨距控制系统模型
    2.3 风速模型
        2.3.1 威布尔分布风速模型
        2.3.2 组合风速模型
    2.4 仿真所用风电机组的数学模型
        2.4.1 仿真软件 PSASP
        2.4.2 PSASP中自带的风机模型
    2.5 本章小结
第三章 电池储能系统及其仿真模型设计
    3.1 电池储能系统的暂态数学模型
        3.1.1 储能电池的数学模型
        3.1.2 PCS的外环控制器设计
        3.1.3 PCS的内环控制器设计
    3.2 电池储能系统的PSASP机电暂态模型设计
        3.2.1 有功调节死区环节设计
        3.2.2 无功功率限制环节设计
        3.2.3 充放电功率限制环节设计
        3.2.4 基于节点电流注入法的模型接口设计
    3.3 模型有效性验证
        3.3.1 CEPRI-36 节点系统参数
        3.3.2 BESS模型有效性仿真验证
        3.3.3 BESS有无死区环节的仿真对比分析
    3.4 本章小结
第四章 电池储能系统对含风电场的电网频率影响分析
    4.1 风电场受风速扰动对系统频率的影响
        4.1.1 阵风扰动的影响
        4.1.2 渐变风扰动的影响
        4.1.3 随机风扰动的影响
    4.2 储能在不同功率下对抑制频率波动的影响
        4.2.1 抑制因阵风产生的频率波动
        4.2.2 抑制因渐变风产生的频率波动
        4.2.3 抑制因随机风产生的频率波动
    4.3 储能不同接入位置对抑制频率波动的影响
        4.3.1 储能接入发电机节点
        4.3.2 储能接入负荷节点
        4.3.3 储能接入负荷较轻的区域
    4.4 本章小结
第五章 电池储能系统对含风电场的电网电压影响分析
    5.1 PSASP电压稳定性分析方法
        5.1.1 模态分析法
        5.1.2 灵敏度分析法
    5.2 PSASP电压稳定计算确定电网薄弱区域
        5.2.1 仿真条件
        5.2.2 风电场接入之前的系统薄弱区域
        5.2.3 风电场接入之后的系统薄弱区域
    5.3 电池储能系统抑制电压波动的仿真分析
        5.3.1 平抑切负荷时的电压波动
        5.3.2 平抑风电切机时的电压波动
    5.4 本章小结
总结与展望
    总结
    展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文

(3)SMES控制与电磁优化设计(论文提纲范文)

致谢
中文摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 SMES控制策略研究现状
    1.3 SMES及其电磁优化研究现状
        1.3.1 SMES系统研究现状
        1.3.2 SMES电磁优化设计研究现状
    1.4 交流损耗计算与测量研究现状
    1.5 本文主要研究内容
2 基于模型预测控制的SMES仿真分析
    2.1 SMES非受控运行电路分析
    2.2 基于模型预测控制的SMES系统数学建模
        2.2.1 充电储能及储能稳定工作模式下的MPC控制
        2.2.2 放电工作模式下的MPC控制
    2.3 基于模型预测控制与PI控制的SMES仿真对比分析
        2.3.1 PI控制器参数设计
        2.3.2 仿真对比分析
    2.4 本章小结
3 SMES联合仿真优化与快速优化设计
    3.1 基于联合仿真的SMES优化设计
        3.1.1 SMES临界电流计算
        3.1.2 粒子群算法
        3.1.3 单螺线管型超导储能磁体设计及仿真计算
    3.2 基于神经网络的SMES快速优化设计
        3.2.1 快速优化模型的构建
        3.2.2 BP神经网络训练、拟合与寻优
    3.3 本章小结
4 超导带材及线圈临界电流与交流损耗实验研究
    4.1 实验原理及平台搭建
        4.1.1 临界电流实验原理及平台搭建
        4.1.2 交流损耗实验原理及平台搭建
    4.2 YBCO高温超导带材临界电流与交流损耗测试
        4.2.1 YBCO高温超导带材临界电流测试
        4.2.2 YBCO高温超导带材交流损耗测试
    4.3 SMES线圈绕制与临界电流、交流损耗测试
        4.3.1 SMES线圈绕制
        4.3.2 SMES线圈临界电流测试
        4.3.3 SMES线圈交流损耗测试
    4.4 本章小结
5 SMES线圈交流损耗仿真与预测研究
    5.1 超导体交流损耗计算理论基础
        5.1.1 超导体特性
        5.1.2 超导体理论模型
        5.1.3 超导体交流损耗的产生机理
        5.1.4 超导体交流损耗的计算方法
    5.2 超导带材及线圈传输交流损耗仿真分析
        5.2.1 交流损耗仿真建模
        5.2.2 超导带材交流损耗仿真分析
        5.2.3 超导线圈交流损耗仿真分析
    5.3 基于广义回归神经网络的交流损耗预测模型
        5.3.1 广义回归神经网络简介
        5.3.2 基于广义回归神经网络的交流损耗预测模型建立
        5.3.3 预测结果分析与验证
    5.4 本章小结
6 总结与展望
    6.1 总结
    6.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集

(4)超导故障限流器对电力系统暂态稳定性的影响(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 SFCL研究现状
        1.2.2 SFCL在系统中的优化配置研究现状
        1.2.3 SFCL对电力系统暂态稳定性影响的研究现状
    1.3 论文的主要工作和内容
第二章 超导故障限流器
    2.1 高温超导材料
    2.2 超导故障限流器类型
    2.3 超导故障限流器工作原理
        2.3.1 基本电阻型超导故障限流器
        2.3.2 桥路型超导故障限流器
        2.3.3 磁屏蔽型超导故障限流器
        2.3.4 饱和铁芯型超导故障限流器
        2.3.5 改进桥路型超导故障限流器
    2.4 超导故障限流器的安装位置
    2.5 本章小结
第三章 超导故障限流器在电力系统中的优化配置
    3.1 优化配置模型
        3.1.1 初始成本
        3.1.2 限流效果
        3.1.3 归一化多目标优化函数
    3.2 优化配置算法
        3.2.1 萤火虫算法(GSO)
        3.2.2 天牛须算法(BAS)
        3.2.3 GSO-BAS混合算法原理
    3.3 基于GSO-BAS混合算法的超导故障限流器优化配置
    3.4 算例研究
    3.5 本章小结
第四章 超导故障限流器对单机无穷大系统暂态稳定影响
    4.1 基本假设和简化模型
        4.1.1 基本假设
        4.1.2 简化模型
    4.2 装有超导故障限流器的单机无穷大系统
        4.2.1 系统模型和各阶段功角特性
        4.2.2 系统暂态过程定性分析
        4.2.3 发电机不同运行状态下功角特性曲线分析
    4.3 不同类型超导故障限流器对系统暂态稳定的影响
        4.3.1 电感型SFCL对系统暂态稳定影响
        4.3.2 电阻型SFCL对系统暂态稳定影响
        4.3.3 三相短路故障仿真
    4.4 不对称短路情况分析
        4.4.1 系统模型
        4.4.2 不对称短路定性分析
        4.4.3 不同情况下功角特性曲线幅值
        4.4.4 不对称短路故障仿真
    4.5 本章小结
第五章 超导故障限流器对多机系统暂态稳定性影响
    5.1 IEEE3机9 节点系统
        5.1.1 IEEE3机9 节点系统模型
        5.1.2 SFCL在 IEEE9 节点系统优化配置
        5.1.3 SFCL对 IEEE9 节点系统暂态稳定性影响的仿真
    5.2 IEEE30 节点系统
        5.2.1 IEEE30 节点系统模型
        5.2.2 SFCL对 IEEE30 节点系统暂态稳定性影响的仿真
    5.3 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 本文的主要工作及结论
    6.2 本文的不足与对未来的展望
参考文献
致谢
个人情况及联系方式

(5)基于超导储能的风电场并网功率控制研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景和意义
    1.2 风力发电发展现状及存在的问题
        1.2.1 风力发电发展现状
        1.2.2 风电并网存在的问题
    1.3 电力系统储能形式
        1.3.1 储能在风力发电中的作用
        1.3.2 储能形式与特点
    1.4 SMES研究现状
        1.4.1 SMES发展历程与前景
        1.4.2 SMES应用于风力发电的研究现状
    1.5 本文研究内容
第2章 SMES系统结构与工作原理
    2.1 超导电性及超导电力装备
    2.2 SMES系统结构
        2.2.1 超导磁体
        2.2.2 低温制冷系统
        2.2.3 功率变换系统
        2.2.4 监控与保护系统
    2.3 SMES系统建模
        2.3.1 电磁暂态仿真模型
        2.3.2 暂态稳定计算模型
        2.3.3 二阶与改进二阶模型
        2.3.4 SMES超导磁体建模
        2.3.5 SMES用变流器模型
    2.4 SMES功率调节原理
        2.4.1 双向储能变流器的功率调节特性
        2.4.2 基于SMES的风电场并网功率控制
    2.5 本章小结
第3章 基于SMES的风电跟踪计划出力优化控制
    3.1 SMES的控制策略
    3.2 基于传统PI调节的SMES控制器设计
        3.2.1 VSC部分控制
        3.2.2 斩波器部分控制
        3.2.3 仿真验证
    3.3 基于滑模变结构的SMES控制器设计
        3.3.1 滑模变结构控制理论
        3.3.2 SMES用 VSC滑模控制器设计
        3.3.3 仿真验证
    3.4 基于SMES的风电跟踪计划出力研究
    3.5 本章小结
第4章 平滑风电功率波动的SMES控制策略研究
    4.1 风电功率波动指标与特性分析
        4.1.1 风电功率的波动特性
        4.1.2 波动功率评价指标与标准
    4.2 基于风速预测与储能平滑的风电功率优化控制
        4.2.1 必要性阐述
        4.2.2 风速及风电功率预测理论
        4.2.3 波动风电功率平滑算法
        4.2.4 平滑风电功率波动的储能优化控制方案
    4.3 基于模糊EEMD分解的SMES平滑风电功率研究
        4.3.1 风电波动功率的EEMD分解
        4.3.2 固定阶数平滑的并网功率控制
        4.3.3 考虑SOC与波动量的模糊变阶控制
        4.3.4 仿真对比与分析
    4.4 储能功率与容量配置方法
    4.5 本章小结
总结与展望
参考文献
致谢
附录A 攻读学位期间所发表的学术成果目录
附录B 攻读学位期间参与的科研项目

(6)高密度储能装置对电力系统暂态稳定的影响(论文提纲范文)

摘要
ABSTRACT
1 绪论
    1.1 研究的背景和意义
    1.2 储能装置发展现状
        1.2.1 储能的作用
        1.2.2 储能的种类
        1.2.3 储能在电力系统中的实用
    1.3 电网稳定性的研究现状
        1.3.1 系统调频的研究现状
        1.3.2 无功补偿与系统调峰的研究现状
    1.4 基于储能控制策略技术创新点
    1.5 本文的具体工作
2 浙江电网暂态稳定问题仿真分析
    2.1 PSD-BPA软件有关模型简介
    2.2 直流闭锁后系统存在问题的仿真结果
        2.2.1 直流闭锁带来的低周减载问题分析
        2.2.2 直流闭锁带来的电压、机组暂态稳定问题分析
        2.2.3 直流闭锁带来的潮流转移问题分析
    2.3 浙江电网一次调频动态分析
        2.3.1 发电机旋转备用参与系统一次调频
        2.3.2 高密度储能装置参与系统一次调频
        2.3.3 华东其他电网特高压输电容量的变化对于调频的影响
    2.4 本章小结
3 储能参与系统一次调频的控制原理及数学模型
    3.1 功率控制器原理
        3.1.1 针对储能动作的传统下垂控制
        3.1.2 针对储能动作的虚拟惯性组合下垂控制
    3.2 储能装置参与一次调频的控制策略
        3.2.1 储能参与一次调频的发电机模型
    3.3 单机系统动态模拟下垂控制分析
        3.3.1 K_D对系统稳定性的影响分析
    3.4 单机系统动态模拟下的惯性环节控制分析
        3.4.1 K_I对系统稳定性的影响分析
        3.4.2 发电机惯性时间常数H与储能惯性系数K_I的关系
    3.5 本章小结
4 分布式储能装置基于频率稳定的支持仿真分析
    4.1 控制系统结构
    4.2 储能装置工作模式对于系统一次调频的影响
        4.2.1 储能电站安装容量研究
        4.2.2 储能电站工作时长以及动作起始时间的研究
        4.2.3 储能电站安装位置的研究
    4.3 储能装置控制策略对于系统一次调频的影响
        4.3.1 PSASP的用户自定义储能建模
        4.3.2 控制策略及暂态模型验证仿真
        4.3.3 PID控制环节对于储能参与调频的影响
    4.4 使用储能解决电力系统潮流转移问题
    4.5 本章小结
5 高功率密度储能装置无功支持仿真分析
    5.1 引言
    5.2 使用储能改善电压暂态稳定问题
        5.2.1 储能的的无功补偿
        5.2.2 使用储能无功补偿改善电压暂态稳定问题
    5.3 使用储能无功补偿改善功角暂态稳定问题
    5.4 储能无功补偿改善系统潮流大范围转移
    5.5 本章小结
6 总结与展望
    6.1 工作总结
    6.2 工作展望
致谢
参考文献
附录 作者在读期间发表的学术论文及参加的科研项目

(7)联合超导储能提高含风电多机系统暂态稳定性的方法研究(论文提纲范文)

摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 课题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 风机影响电网暂态稳定性的研究现状
        1.2.2 超导储能在含风电系统中的应用
    1.3 本文主要工作
第二章 双馈风电机组的基本理论
    2.1 双馈风机的拓扑结构介绍
    2.2 双馈风机的工作原理
    2.3 双馈发电机数学模型
    2.4 双馈感应发电机转子变流器的矢量控制策略
    2.5 本章小结
第三章 双馈风机接入对系统暂态稳定性的影响
    3.1 引言
    3.2 双馈风机对同步机互同步性的影响方式
    3.3 含风电多机系统暂态稳定分析
        3.3.1 基于拓展等面积定则的系统转子运动方程
        3.3.2 DFIG对同步机电磁功率的影响
        3.3.3 多机系统暂态稳定性的影响因素
第四章 联合超导储能提高含风电多机系统暂态稳定性
    4.1 引言
    4.2 超导储能工作原理
    4.3 DFIG并联的SMES功率控制规律
    4.4 超导储能改善含风电系统暂态稳定性机理
    4.5 算例分析
        4.5.1 DFIG-SMES对系统节点导纳矩阵的修正
        4.5.2 DFIG-SMES接入对系统暂态功角稳定的影响
    4.6 本章小结
第五章 基于SMES变流器的双馈风机发电系统
    5.1 系统结构
    5.2 基于SMES变流器的双馈风机发电控制系统
        5.2.1 基于SMES变流器的双馈风机发电系统的网侧变流器解耦控制
        5.2.2 基于SMES变流器的双馈风机发电系统的斩波器控制
    5.3 系统功能实现仿真
    5.4 小结
第六章 总结与展望
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢

(8)电力系统中储能装置辅助PSS优化控制策略(论文提纲范文)

摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 选题的背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 低频振荡的研究现状
        1.2.2 电力系统稳定器PSS的研究现状
        1.2.3 储能装置的研究现状
    1.3 论文主要工作
第2章 低频振荡的机理分析及抑制措施
    2.1 引言
    2.2 低频振荡的产生机理
        2.2.1 单机无穷大系统分析模型
        2.2.2 单机Heffron-Phillips模型中的阻尼转矩和同步转矩
    2.3 PSS的数学模型及其工作原理
    2.4 SMES的数学模型和工作原理
    2.5 含有PSS和 SMES的单机无穷大Heffron-Phillips拓展模型
    2.6 本章小结
第3章 电力系统建模及特征值分析法
    3.1 引言
    3.2 系统建模
        3.2.1 单机系统建模
        3.2.2 多机系统建模
    3.3 特征值分析法
        3.3.1 系统特征值及阻尼比
    3.4 本章小结
第4章 SMES辅助PSS抑制电力系统低频振荡的改进蝙蝠算法
    4.1 引言
    4.2 PSS及 SMES参数选择对系统的影响
        4.2.1 PSS参数对系统阻尼转矩的影响
        4.2.2 SMES参数对系统的影响
    4.3 基本蝙蝠算法
        4.3.1 基本蝙蝠算法的原理概述
        4.3.2 基本蝙蝠算法的实现
    4.4 改进蝙蝠算法
        4.4.1 改进内容
        4.4.2 改进蝙蝠算法的流程
    4.5 改进蝙蝠算法的性能分析及目标函数的选取
        4.5.1 算法性能分析
        4.5.2 优化目标函数选取
    4.6 本章小结
第5章 SMES辅助PSS抑制低频振荡的仿真验证
    5.1 引言
    5.2 单机无穷大系统仿真及分析
        5.2.1 单机无穷大系统的低频振荡仿真研究
        5.2.2 单机无穷大系统仿真中SMES对机端电压的影响
    5.3 3机9 节点系统仿真及分析
        5.3.1 3机9节点系统低频振荡仿真研究
        5.3.2 3机9节点系统中SMES对机端电压的影响
    5.4 本章小结
总结与展望
致谢
参考文献
附录A
附录B
攻读硕士学位期间发表的学术论文及科研成果

(9)静止桥接储能装置在电力系统稳定控制中的应用研究(论文提纲范文)

摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 储能装置分类和静止桥接储能装置相关概念
    1.3 利用静止桥接储能装置提高电力系统稳定性的国内外研究现状
    1.4 本文的研究思路和主要创新点
    1.5 本文的主要研究内容和章节安排
2 静止桥接储能装置主电路的数学模型及控制技术
    2.1 静止桥接储能装置的系统构成
    2.2 基于VPCS的静止桥接储能装置主电路的数学模型
    2.3 VPCS的控制方法及控制器参数整定
    2.4 功率调节系统大容量扩展
    2.5 本章小结
3 静止桥接储能装置改善电力系统动态特性的机理分析
    3.1 分析方法
    3.2 含静止桥接储能装置的单机-无穷大系统线性化模型
    3.3 储能装置改善单机-无穷大系统动态特性的机理分析
    3.4 本章小结
4 静止桥接储能装置系统层控制器设计
    4.1 储能装置阻尼控制器设计
    4.2 储能装置分段控制方法
    4.3 本章小结
5 150kJ/100kW高温超导磁储能系统的研制及试验
    5.1 150kJ/1001cW高温超导磁储能系统
    5.2 功率调节系统试验
    5.3 动模试验
    5.4 现场试验
    5.5 本章小结
6 全文总结和展望
    6.1 全文总结
    6.2 研究展望
致谢
参考文献
附录1 攻读博士学位期间发表的学术论文和获得的专利
附录2 攻读博士学位期间主要参与的科研项目
附录3 理论计算和仿真分析用系统参数
附录4 动模试验平台参数
附录5 现场试验平台参数

(10)基于间接Hamilton化理论的超导储能控制设计(论文提纲范文)

1 问题描述及基本性质
2 含SMES电力系统的广义耗散Hamilton实现
    2.1 系统模型的建立
    2.2 构造系统Hamilton函数
3 控制器设计
4 仿真算例
5 结论

四、基于超导储能的暂态稳定控制器设计(论文参考文献)

  • [1]基于蜂拥算法的智能电网暂态稳定分布式控制研究[D]. 李凯强. 华东交通大学, 2021(01)
  • [2]储能系统对含风电场电网的频率和电压影响分析[D]. 曹鹏程. 福建工程学院, 2021(02)
  • [3]SMES控制与电磁优化设计[D]. 孙阳. 北京交通大学, 2021
  • [4]超导故障限流器对电力系统暂态稳定性的影响[D]. 李嘉伟. 山西大学, 2020(01)
  • [5]基于超导储能的风电场并网功率控制研究[D]. 谭子微. 湖南大学, 2020(07)
  • [6]高密度储能装置对电力系统暂态稳定的影响[D]. 罗绪. 杭州电子科技大学, 2020(02)
  • [7]联合超导储能提高含风电多机系统暂态稳定性的方法研究[D]. 张驰. 天津大学, 2019(01)
  • [8]电力系统中储能装置辅助PSS优化控制策略[D]. 徐慧. 西南交通大学, 2019(04)
  • [9]静止桥接储能装置在电力系统稳定控制中的应用研究[D]. 施啸寒. 华中科技大学, 2015(07)
  • [10]基于间接Hamilton化理论的超导储能控制设计[J]. 陈毅然,王杰. 电网与清洁能源, 2013(07)

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基于超导储能的暂态稳定控制器设计
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