超导储能系统用变流器控制的研究

超导储能技术作为一种新的储能方式,相对于蓄电池储能,飞轮储能等储能方式而言,因其无需其它形式能量的转换。受到人们广泛关注。尤其是随着电力电子技术的发展,电力电子变流器作为超导线圈与电力系统相连的接口,使得超导储能系统能够独立快速的向电网吸收或放出有功功率和无功功率,不但能够调节负荷的峰谷,而且可以起到提高电力系统稳定性的作用。 为了适应大功率变流器的需要,变流器主电路结构采用四模块电流型变流器直接并联,在调试方式上采用载波相移SPWM控制,以扩大容量和抑制网侧谐波。本文在介绍了高温超导储能系统的结构和SMES用变流器的工作原理基础上,重点研究了SMES功率控制,包括DSP控制及软件设计,与下位机MCU的通讯,和SMES用监控屏的通讯协议。根据超导储能系统的应用特点为变流器设计了基于瞬时功率理论的四象限功率控制策略和超导线圈的充放磁功能,并进行了相应的数学推倒和仿真研究。 对研制的SMES样机进行了实验研究,对超导储能系统用电流型变流器四象限功率控制方法进行了验证,给出了实验波形。并给出了SMES系统抑制发电机功率振荡的动模试验的波形。