基于智能控制超导磁储能系统的设计与分析

发布时间：2017-08-04 15:39

  本文关键词：基于智能控制超导磁储能系统的设计与分析

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【摘要】：高温超导磁储能技术由于其特有的高密度,快速响应的特点而被视为一种很有潜力的新型储能技术。同时,随着柔性交流输电的技术发展,作为其中一种的超导磁储能技术也得到了很大的重视,人们开始使用超导磁储能装置用来解决电力系统中的一些传输故障。近些年,随着各种新型高温超导材料的发展与研究,低温冷却的技术日渐成熟,使得超导装置的冷却本降低,高温超导磁储能系统实际应用的可能性也大大增加,并且已经出现有实际应用于解决电力系统中电能质量问题的实验项目运营成功,这就从理论和实验角度都验证了超导磁储能技术的可行性和实用性。本论文正是在上述背景下,以高温超导线圈为主要的研究对象,分析了使用智能控制控制超导磁储能系统的特性,对高温超导磁储能系统作了创新性和探索性研究。主要内容为:1.完成电压型与电流型超导磁储能系统基本数学模型建模,分析电压型超导磁储能系统的充放电与储能状态的工作原理,并通过实例阐述超导磁储能装置的应用原理。2.利用智能控制算法完成对系统的控制,根据仿真和实验的数据结果对系统控制算法经行评估,对比所采用的模糊控制的系统与传统PID控制的系统的性能差异。3.根据实验讨论分析超导磁储能系统对电网的调节作用,详细讨论装置在其中的能量交互过程,对电网负荷所平衡所起到的作用,电网负载与其之间的相互影响。4.经过仿真与实验数据分析,总结了超导磁储能系统在电网中的功效。超导磁储能系统能够在短时间内提供功率补偿,保证系统的电压平衡,即使电网中的负载出现较大幅度的改变,也能在短时间内将系统电压调节至期望值,保证电网系统的安全稳定运行。
【关键词】：高温超导磁储能 智能控制 电网 能量交换 储能技术
【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM26
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第一章 绪论9-19
• 1.1 超导磁储能与柔性交流输电9-10
• 1.2 超导磁储能系统简介10-15
• 1.2.1 超导体的一些基本参数10-11
• 1.2.2 超导磁储能系统的优势11
• 1.2.3 超导磁储能系统的冷却部分11-12
• 1.2.4 超导磁储能系统的基本原理12-13
• 1.2.5 超导磁储能装置发展状况13-15
• 1.3 智能控制策略15-17
• 1.3.1 智能控制简介15-17
• 1.3.2 模糊控制与超导磁储能系统17
• 1.4 本文主要工作17-19
• 第二章 电压源型超导磁储能装置基本理论及建模分析19-31
• 2.1 一般电压源型超导磁储能系统的工作原理19-22
• 2.2 一般电流源型超导磁储能系统的工作原理22-24
• 2.3 电压型系统超导线圈工作原理及特性分析24-27
• 2.4 超导磁储能系统应用实例27-29
• 2.4.1 实例系统简介27-28
• 2.4.2 实例系统数学模型28-29
• 2.4.3 控制方法29
• 2.5 本章小结29-31
• 第三章 模糊控制的超导磁储能系统仿真分析31-42
• 3.1 模糊控制器的基本设计步奏31-37
• 3.1.1 模糊化31-34
• 3.1.2 模糊规则库的建立34-35
• 3.1.3 模糊推理35-37
• 3.1.4 去模糊化37
• 3.2 实验系统的仿真分析与对比37-41
• 3.2.1 实验系统的仿真原理37-38
• 3.2.2 实验系统的仿真结果38-40
• 3.2.3 仿真实验结果分析40-41
• 3.3 本章小结41-42
• 第四章 超导磁储能系统实验数据分析42-62
• 4.1 实验系统简介42-47
• 4.1.1 单次充放电实验说明44-45
• 4.1.2 动态能量交换实验说明45-47
• 4.2 实验理论结果47-48
• 4.2.1 单次充放电实验理论结果47
• 4.2.2 动态能量交换实验理论结果47-48
• 4.3 实验数据结果分析48-61
• 4.3.1 单次充放电实验数据分析48-56
• 4.3.2 动态能量交换实验数据分析56-61
• 4.4 本章小结61-62
• 第五章 超导磁储能系统应用总结62-65
• 5.1 超导磁储能系统在各方面的应用62-64
• 5.2 本章小结64-65
• 第六章 全文总结及工作展望65-67
• 6.1 全文总结65
• 6.2 下一步工作展望65-67
• 致谢67-68
• 参考文献68-72
• 攻硕期间取得的研究成果72-73

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 张博,余运佳,王秋良;制冷机传导冷却固氮保护的高温超导磁体系统的研究进展[J];低温与超导;2004年04期

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 王超;Bi系高温超导磁体的电磁设计研究[D];中国科学院研究生院（电工研究所）;2005年

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本文编号：620376