储能装置提高电力系统暂态稳定最优位置安装

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1、第33卷第3期四川电力技术Vo1．33。No．32010年6月SichuanElectricPowerTechnologyJun．。2010储能装置提高电力系统暂态稳定最优位置安装李勇，刘俊勇(四川大学电气信息学院，四川成都610065)摘要：超导储能装置可以很好地改善电力系统暂态稳定性。研究了储能装置的数学模型，运用特征值关于负荷变化的灵敏度方法找出最佳安装地点，分析了储能装置在不同安装地点对系统暂态稳定性的影响，并给出了效果对比分析，对储能装置实际应用具有一定的指导意义。关键词：超导储能装置；暂态稳定；特征值；灵敏度Abstract：Superconductingmag

2、neticenergystorage(S~ES)equipmentcanimprovethetransientstabilityofpowersystemef-fectively．Themodelofsuperconductingmagneticenergystorageequipmentispresented．Usingeigenvaluesensitivityofloadchanges，thebestinstallationlocationisfound，theinfluenceofenergystoragedeviceatthediferentlocationsont

3、hetransientstabilityofpowersystemisanalyzed，andthecomparisonoftheresultsisgiven，whichhasacertainguidingsignificancefortheapplicationofenergystoragedevice．Keywords：superconductingmagneticenergystorage；transientstability；eigenvalue；sensitivity中图分类号：TM732文献标志码：A文章编号：1003—6954(2010)03—0077—04在

4、传统电网中，同步电机不能快速响应扰动保证化的灵敏度实部绝对值的排序，对系统进行了划分，系统功率平衡与稳定。储能装置因可以快速灵活地确定了静态薄弱区域，并给出了SMES作为电源注入吸收和发出功率逐渐被应用到电力系统实际生产功率的安装位置的选择过程。中⋯。储能装置应用方面的研究有储能控制器的设计、安装地点以及安装容量选择等。储能装置控制器1超导储能装置原理及数学模型的设计是应用的关键，在很大程度上决定了储能装置对提高电力系统稳定性的作用。文献[1—14]中的超导储能(superconductingmagneticenergystor-研究结果表明，储能装置能够提高系统暂态及动态

5、稳age，SMES)装置是将能量以电磁能的形式存储在超定性，有效抑制系统振荡；文献[2—3]中采用比例控导线圈中具有高效、快速的储能装置，在电力系统中制器进行有功功率和无功功率的调制，比例控制器简有着广泛的应用前景。SMES原理图见图1，当开关单且易于应用，但难以达到最优控制，不能发挥储能K1闭合、永久电流开关K2打开时，超导线圈处于充装置的最优性能；文献E4—6]中设计了神经网络控放电状态；当K1打开、l(2闭合时，超导线圈处于短制器来调节储能装置的有功功率及无功功率，保证了路状态。由于超导线圈的电阻为0，电流将在线圈中不同扰动下有功功率、无功功率输出的合理性和最优无衰减

6、地永久流通。SMES的整体结构如图2所示，性；模糊神经网络控制也是储能装置控制器研究的新可分为滤波器、变流器、超导线圈、制冷装置、失超保方向，而实际应用较多的是比例一积分一微分PID控护及监控系统等主要部分。制器，但PID控制参数需根据实际工况及扰动进图3为储能装置有功输出模块。其中P为储行实时调整以达到最优控制性能；文献[9]中研究探能装置的有功控制信号可由用户设定控制策略。讨了非线性鲁棒控制器在储能装置上的应用；文献为储能的初始输出功率，稳态情况下设置为0。[10]运用暂态能量函数法(transientenergyfunction，TEF)分析了系统暂态稳定性对于储能装

7、置容量的需求，这对储能装置容量的选取有一定的指导意义。这里首先提出特征值对于负荷变化的灵敏度的计算方法，并以30节点系统为例，根据各特征值对于负荷变图1SMES原理图第33卷第3期四川电力技术Vo1．33。No．320lO年6月SichuanElectricPowerTechnologyJun．。2010式中，P。Q分别为超导储能装置输出有功及无功功率；鲋SBASE分别为储能装置的容量基准值和系统容量基准值；P为储能装置输出最大功率，一般设定为其额定功率；P为储能装置直流侧输图2SMES整体结构示意图出功率值；Io