第10章 電力電子開(kāi)關(guān)型電力補(bǔ)償、控制器

1、電力電子學(xué)電力電子變換和控制技術(shù)（第二版）第第 10 10 章章電力電子開(kāi)關(guān)型電力補(bǔ)償、電力電子開(kāi)關(guān)型電力補(bǔ)償、控制器控制器Page 22021年11月21日星期日10 10 電力電子開(kāi)關(guān)型電力補(bǔ)償、控制器電力電子開(kāi)關(guān)型電力補(bǔ)償、控制器10.0 10.0 概述概述10.1 10.1 晶閘管開(kāi)關(guān)型并聯(lián)電抗補(bǔ)償控制器晶閘管開(kāi)關(guān)型并聯(lián)電抗補(bǔ)償控制器10.2 10.2 晶閘管開(kāi)關(guān)型串聯(lián)電抗補(bǔ)償器晶閘管開(kāi)關(guān)型串聯(lián)電抗補(bǔ)償器10.3 PWM10.3 PWM開(kāi)關(guān)型并聯(lián)無(wú)功功率發(fā)生器開(kāi)關(guān)型并聯(lián)無(wú)功功率發(fā)生器STATCOMSTATCOM10.4 10.4 諧波電流補(bǔ)償器諧波電流補(bǔ)償器HCCHCC（或并聯(lián)型電力有

2、源濾波器（或并聯(lián)型電力有源濾波器PAPFPAPF）10.5 10.5 諧波電壓補(bǔ)償器諧波電壓補(bǔ)償器HVCHVC（或串聯(lián)型電力有源濾波器（或串聯(lián)型電力有源濾波器SAPFSAPF）10.6 PWM10.6 PWM開(kāi)關(guān)型串聯(lián)同步電壓補(bǔ)償器開(kāi)關(guān)型串聯(lián)同步電壓補(bǔ)償器SSSCSSSC* *10.7 10.7 統(tǒng)一潮流控制器統(tǒng)一潮流控制器UPFCUPFC* *10.8 10.8 超導(dǎo)磁體儲(chǔ)能系統(tǒng)超導(dǎo)磁體儲(chǔ)能系統(tǒng)SMESSMES10.9 10.9 小結(jié)小結(jié)Page 32021年11月21日星期日10.0 概述概述電力半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件所構(gòu)成的電力電子開(kāi)關(guān)電路有兩類電力半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件所構(gòu)成的電力電子開(kāi)關(guān)電路有兩類應(yīng)

3、用：應(yīng)用： 1. 1. 電力電子變換電源。電力電子變換電源。實(shí)現(xiàn)電力變換。實(shí)現(xiàn)電力變換。 2. 2. 電力電子補(bǔ)償、控制器。電力電子補(bǔ)償、控制器。輸出可控的電壓串聯(lián)在線路上，補(bǔ)償控制線路電壓。輸出可控的電壓串聯(lián)在線路上，補(bǔ)償控制線路電壓。輸出可控的電流并聯(lián)在電網(wǎng)上，補(bǔ)償控制線路電流。輸出可控的電流并聯(lián)在電網(wǎng)上，補(bǔ)償控制線路電流。串聯(lián)在線路上補(bǔ)償控制線路等效阻抗。串聯(lián)在線路上補(bǔ)償控制線路等效阻抗。并聯(lián)在電網(wǎng)上補(bǔ)償控制電網(wǎng)等效負(fù)載阻抗。并聯(lián)在電網(wǎng)上補(bǔ)償控制電網(wǎng)等效負(fù)載阻抗。Page 42021年11月21日星期日10.0 概述（續(xù)）概述（續(xù)）分類：分類： 按電力補(bǔ)償控制器中所用開(kāi)關(guān)器件及其控制方式

4、的不同，按電力補(bǔ)償控制器中所用開(kāi)關(guān)器件及其控制方式的不同，可以分為：可以分為：晶閘管相控型電力補(bǔ)償控制器。晶閘管相控型電力補(bǔ)償控制器。 全控開(kāi)關(guān)器件高頻全控開(kāi)關(guān)器件高頻PWM補(bǔ)償控制器。補(bǔ)償控制器。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)： 使電力系統(tǒng)的有功、無(wú)功功率潮流優(yōu)化，平衡電力系統(tǒng)的使電力系統(tǒng)的有功、無(wú)功功率潮流優(yōu)化，平衡電力系統(tǒng)的有功、無(wú)功功率，抑制功率振蕩，可以改善電力系統(tǒng)的供有功、無(wú)功功率，抑制功率振蕩，可以改善電力系統(tǒng)的供電質(zhì)量和運(yùn)行特性，可以提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，提電質(zhì)量和運(yùn)行特性，可以提高運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和可靠性，提高電力設(shè)備（發(fā)電機(jī)、變壓器、輸配電線路）的利用率，高電力設(shè)備（發(fā)電機(jī)、變壓器、輸配電線

5、路）的利用率，減少備用電力設(shè)備。減少備用電力設(shè)備。Page 52021年11月21日星期日10.1 晶閘管開(kāi)關(guān)型并聯(lián)電抗補(bǔ)償控制器晶閘管開(kāi)關(guān)型并聯(lián)電抗補(bǔ)償控制器10.1.1 10.1.1 晶閘管投、切并聯(lián)電容器晶閘管投、切并聯(lián)電容器TSCTSC（Thyristor Thyristor Switched Capacitors)Switched Capacitors)10.1.2 10.1.2 晶閘管相控并聯(lián)電抗器晶閘管相控并聯(lián)電抗器TCRTCRPage 62021年11月21日星期日10.1.1 晶閘管投、切并聯(lián)電容器晶閘管投、切并聯(lián)電容器TSC圖10.1 晶閘管投切電容器TSC) 110(2s

6、insin2/222fVICIIfCVXVIQCC 投、切并聯(lián)電容：投、切并聯(lián)電容：減少線路及發(fā)電機(jī)、變壓器無(wú)功功率，減少線路及發(fā)電機(jī)、變壓器無(wú)功功率，提高其有功功率極限，減少提高其有功功率極限，減少P，補(bǔ)償感性負(fù)載壓降。，補(bǔ)償感性負(fù)載壓降。 缺點(diǎn)：只能電壓過(guò)零投、切，不能相控。缺點(diǎn)：只能電壓過(guò)零投、切，不能相控。Page 72021年11月21日星期日10.1.2 晶閘管相控并聯(lián)電抗器晶閘管相控并聯(lián)電抗器TCRq 在在t=時(shí)開(kāi)通時(shí)開(kāi)通T1q在在t=+時(shí)開(kāi)通時(shí)開(kāi)通T22222( )coscos,(10 6) ;2 , ( )1 cos (10 7)mVVi ttti tiaLLq在在t=時(shí)時(shí)q

7、在在t=2時(shí)時(shí)Page 82021年11月21日星期日10.1.2 晶閘管相控并聯(lián)電抗器晶閘管相控并聯(lián)電抗器TCR （續(xù)（續(xù)1）q電流電流i(t)負(fù)半波：負(fù)半波：2222( )coscos (106),(1 cos ) (10 5)mVVi ttiLL q作傅立葉分析作傅立葉分析, ,基波有效值基波有效值 21sin22()(108)VILq電感電感L L的等效基波電抗為的等效基波電抗為211(10 10)sin22()VXLI，i(t)比v落后90，電流為正弦波90;LXL180 ,0LX q電流電流i(t)正半波：正半波：22( )coscos (104)Vi ttLPage 92021年

8、11月21日星期日10.1.2 晶閘管相控并聯(lián)電抗器晶閘管相控并聯(lián)電抗器TCR （續(xù)（續(xù)2）q=90時(shí)時(shí)i(t)為完整的正弦波：為完整的正弦波： =t從從90再提前發(fā)觸發(fā)脈沖時(shí)，由于再提前發(fā)觸發(fā)脈沖時(shí)，由于i(t)還是負(fù)值，還是負(fù)值，T2仍在導(dǎo)通不能開(kāi)通仍在導(dǎo)通不能開(kāi)通T1，待到，待到t= 90時(shí)，時(shí)，iT2=0才能開(kāi)通才能開(kāi)通T1，所以波形與，所以波形與=90相同；相同；調(diào)控范圍調(diào)控范圍90180 qTSC與與TCR聯(lián)合工作，可連續(xù)改變等效并聯(lián)電抗的大小和聯(lián)合工作，可連續(xù)改變等效并聯(lián)電抗的大小和性質(zhì)，使無(wú)功電流的補(bǔ)償恰如其分。性質(zhì)，使無(wú)功電流的補(bǔ)償恰如其分。Page 102021年11月21

9、日星期日10.2 晶閘管開(kāi)關(guān)型串聯(lián)電抗補(bǔ)償器晶閘管開(kāi)關(guān)型串聯(lián)電抗補(bǔ)償器10.2.1 10.2.1 晶閘管控制的串聯(lián)電容補(bǔ)償器晶閘管控制的串聯(lián)電容補(bǔ)償器TCSCTCSC10.2.2 10.2.2 可關(guān)斷晶閘管可關(guān)斷晶閘管GTOGTO控制的串聯(lián)電容補(bǔ)償器控制的串聯(lián)電容補(bǔ)償器GCSCGCSCPage 112021年11月21日星期日10.2.1 晶閘管控制的串聯(lián)電容補(bǔ)償器晶閘管控制的串聯(lián)電容補(bǔ)償器TCSC矢量圖 q 無(wú)無(wú)C，A處無(wú)負(fù)載時(shí)處無(wú)負(fù)載時(shí):121sin(),cos()dLqqLqEIXXEVIXX222222211(cos)sin,dqLqLqEVVEVPV IQV IXXXX2222211

10、(cos)sin,cos()EELqLqEVEEVPPQEIXXXXq 將圖中的一個(gè)將圖中的一個(gè)1/2Lc改為改為R，即構(gòu)成同步振蕩阻尼器，即構(gòu)成同步振蕩阻尼器SSRD1()dLqIXX1()LqI q XX2VEIdIqIPage 122021年11月21日星期日10.2.1 晶閘管控制的串聯(lián)電容補(bǔ)償器晶閘管控制的串聯(lián)電容補(bǔ)償器TCSC（續(xù)（續(xù)1）q 為確保發(fā)電機(jī)擾動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行穩(wěn)定性，為確保發(fā)電機(jī)擾動(dòng)狀態(tài)運(yùn)行穩(wěn)定性，不宜過(guò)大。不宜過(guò)大。XL很大很大時(shí)，時(shí)，P傳輸功率受限，遠(yuǎn)小于導(dǎo)線發(fā)熱所允許的功率極限傳輸功率受限，遠(yuǎn)小于導(dǎo)線發(fā)熱所允許的功率極限值，在線路中串入電容，可減小等效線路電抗，提高傳輸

11、值，在線路中串入電容，可減小等效線路電抗，提高傳輸功率。功率。q 固定固定C，相控電抗，相控電抗XL，構(gòu)成，構(gòu)成TSCS（Thyristor Controlled Series Capacitor)矢量圖 1()dLqIXX1()LqI q XX2VEIdIqIPage 132021年11月21日星期日10.2.1 晶閘管控制的串聯(lián)電容補(bǔ)償器晶閘管控制的串聯(lián)電容補(bǔ)償器TCSC（續(xù)（續(xù)2）q 相控電感相控電感l(wèi)的等效感抗：的等效感抗：1sin 22cLClVXlI1/CXC1/ABXC lX lLXLX/ 211CLABCCCLCLXXXXXXXXX傳輸功率傳輸功率21sinqLABE VPXX

12、Xq=180時(shí)時(shí) ，AB兩點(diǎn)等效容抗兩點(diǎn)等效容抗q=90時(shí)時(shí) ，AB兩點(diǎn)等效容抗兩點(diǎn)等效容抗q串聯(lián)等效電容串聯(lián)等效電容C容抗：容抗：Page 142021年11月21日星期日10.2.1 晶閘管控制的串聯(lián)電容補(bǔ)償器晶閘管控制的串聯(lián)電容補(bǔ)償器TCSC（續(xù)（續(xù)3）q在在B點(diǎn)點(diǎn)T1關(guān)斷后關(guān)斷后+i(t)流過(guò)電容流過(guò)電容C，使，使vc增大；增大；t 時(shí)，時(shí)， -i(t)又使又使vc減小為減小為0；q在在D點(diǎn)點(diǎn)T2關(guān)斷后關(guān)斷后-i(t)流過(guò)電容流過(guò)電容C，使負(fù)，使負(fù)vc增大，增大，t 2時(shí)，時(shí)， +i(t)又使負(fù)又使負(fù)vc減小為減小為0。 qA點(diǎn)開(kāi)通點(diǎn)開(kāi)通T1，B點(diǎn)關(guān)斷點(diǎn)關(guān)斷T1，則在，則在AB期間期間

13、T1通態(tài)短接電容通態(tài)短接電容C，vc=0 ；qC點(diǎn)開(kāi)通點(diǎn)開(kāi)通T2，D點(diǎn)關(guān)斷點(diǎn)關(guān)斷T2，則在，則在CD期間期間T2通態(tài)短接電容通態(tài)短接電容C，vc=0 。Page 152021年11月21日星期日10.2.2 可關(guān)斷晶閘管可關(guān)斷晶閘管GTO控制的串聯(lián)電容補(bǔ)償器控制的串聯(lián)電容補(bǔ)償器GCSCq 若若為為 T1的關(guān)斷控制角則的關(guān)斷控制角則1sin22CIVC1sin221( )CCVXIC 等效基波電容容抗等效基波電容容抗對(duì)對(duì)vc( (t) )作傅立葉分析，可得作傅立葉分析，可得vc(t)基波電壓有效值基波電壓有效值12( )2 sin(coscos)tcIv tItdttCC在在BCBC期間，期間，

14、12( )2 sin(coscos)tcIv tItdttCC 在在DEDE期間，期間，Page 162021年11月21日星期日10.2.2 可關(guān)斷晶閘管可關(guān)斷晶閘管GTO控制的串聯(lián)電容補(bǔ)償器控制的串聯(lián)電容補(bǔ)償器GCSCq 等效基波容抗等效基波容抗CX1/0Cq/2 時(shí)，時(shí)，()0CXq =時(shí)時(shí) ,=180，vc=0，C不起作用不起作用；( /2)1/CXCq =/2時(shí)時(shí) =0， C接入線路，接入線路，vc為完整的正弦波；為完整的正弦波；sin 22( )(1012)CIXCPage 172021年11月21日星期日10.2.2 可關(guān)斷晶閘管可關(guān)斷晶閘管GTO控制的串聯(lián)電容補(bǔ)償器控制的串聯(lián)電

15、容補(bǔ)償器GCSCq =和和 =/2時(shí)時(shí)GCSC的的 vc都不會(huì)引起諧波電壓。都不會(huì)引起諧波電壓。q 采用采用N個(gè)個(gè)GCSC串聯(lián)使用，根據(jù)所需的等效補(bǔ)償容抗串聯(lián)使用，根據(jù)所需的等效補(bǔ)償容抗值，只控制一個(gè)值，只控制一個(gè)GCSC的的 在在90180 之間變化，之間變化，可以減小可以減小GCSC所引起的諧波電壓所引起的諧波電壓。 Page 182021年11月21日星期日10.3 PWM開(kāi)關(guān)型并聯(lián)無(wú)功功率發(fā)生器開(kāi)關(guān)型并聯(lián)無(wú)功功率發(fā)生器 STATCOM 圖10.5 (a) (b) (c)isVVQIq當(dāng)當(dāng) 時(shí)，輸出超前無(wú)功電流時(shí)，輸出超前無(wú)功電流 ，從電網(wǎng)吸收滯后無(wú)功電流。，從電網(wǎng)吸收滯后無(wú)功電流。q三

16、相橋三相橋“逆變器逆變器”輸出三相對(duì)稱基波電壓，令其與電網(wǎng)電壓同頻同相，輸出三相對(duì)稱基波電壓，令其與電網(wǎng)電壓同頻同相，輸出電流輸出電流iSiSSiLLLV VV VVVIjjjXXXisVVQIq當(dāng)當(dāng) 時(shí)，輸出滯后無(wú)功電流時(shí)，輸出滯后無(wú)功電流 ，可補(bǔ)償感性負(fù)載無(wú)功電流；，可補(bǔ)償感性負(fù)載無(wú)功電流；Page 192021年11月21日星期日10.3 PWM開(kāi)關(guān)型并聯(lián)無(wú)功功率發(fā)生器開(kāi)關(guān)型并聯(lián)無(wú)功功率發(fā)生器 STATCOM（續(xù)（續(xù)1）圖10.5 (a) (d)sin(10 17)iSSPV VPVIX(cos)(1018)SiSSQVVVQVIX 輸入有功功率輸入有功功率 輸出滯后無(wú)功功率輸出滯后無(wú)功

17、功率q從電網(wǎng)輸入有功功率從電網(wǎng)輸入有功功率P用于補(bǔ)充變流器功耗使用于補(bǔ)充變流器功耗使VD恒定。恒定。Page 202021年11月21日星期日10.3 PWM開(kāi)關(guān)型并聯(lián)無(wú)功功率發(fā)生器開(kāi)關(guān)型并聯(lián)無(wú)功功率發(fā)生器STATCOM （續(xù)（續(xù)2）1.電壓電壓VD閉環(huán)控制。閉環(huán)控制。2.無(wú)功功率無(wú)功功率Q閉環(huán)控制。閉環(huán)控制。先進(jìn)的（或高級(jí)的）靜止型無(wú)功功率發(fā)生器先進(jìn)的（或高級(jí)的）靜止型無(wú)功功率發(fā)生器ASVG（Advanced Static Var Generator）。也被稱為靜止同步補(bǔ)償器）。也被稱為靜止同步補(bǔ)償器STATCOM（Static Synchronous Compensator），又稱為靜止調(diào)

18、相器），又稱為靜止調(diào)相器STATCON(Static Condenser)。圖10.5 (a) (e)Page 212021年11月21日星期日實(shí)時(shí)檢測(cè)實(shí)時(shí)檢測(cè)i iA A、i iB B、i iC C，分離出，分離出i ih h、i iL1Q L1Q ，取，取ih、iL1Q為變流為變流器指令輸出電流，控制變流器實(shí)際輸出電流，使其跟蹤指令器指令輸出電流，控制變流器實(shí)際輸出電流，使其跟蹤指令電流，使電網(wǎng)無(wú)諧波電流，甚至沒(méi)有無(wú)功電流。電流，使電網(wǎng)無(wú)諧波電流，甚至沒(méi)有無(wú)功電流。 10.4 諧波電流補(bǔ)償器諧波電流補(bǔ)償器HCC（或并聯(lián)型電力有源濾波器（或并聯(lián)型電力有源濾波器PAPF）Page 222021

19、年11月21日星期日10.5 諧波電壓補(bǔ)償器諧波電壓補(bǔ)償器HVC（或串聯(lián)型電力有源濾波器（或串聯(lián)型電力有源濾波器SAPF）q 非線性負(fù)載，或電源非線性負(fù)載，或電源vS為非正弦，使重要負(fù)載端為非正弦，使重要負(fù)載端A、B、C電壓有諧波電壓有諧波vh。hrv*chvv q實(shí)時(shí)檢測(cè)實(shí)時(shí)檢測(cè)A、B、C處的諧波電壓，取變流器的指令輸處的諧波電壓，取變流器的指令輸出電壓，則重要負(fù)載出電壓，則重要負(fù)載R、S、T處無(wú)諧波電壓。處無(wú)諧波電壓。Page 232021年11月21日星期日10.6 PWM開(kāi)關(guān)型串聯(lián)同步電壓補(bǔ)償器開(kāi)關(guān)型串聯(lián)同步電壓補(bǔ)償器SSSC 1.若若 ，相當(dāng)于線路上串接了一，相當(dāng)于線路上串接了一個(gè)容

20、抗個(gè)容抗K，等效串聯(lián)電容補(bǔ)償向電網(wǎng)串聯(lián)注入無(wú)功功率。，等效串聯(lián)電容補(bǔ)償向電網(wǎng)串聯(lián)注入無(wú)功功率。,/BAABABBAVVVjkI ZVIVIjk BAVVVkIPVI 2. 若若 ，向電網(wǎng)串聯(lián)注入有功功率，向電網(wǎng)串聯(lián)注入有功功率1V2VV/()LIVjX V3. 若、大小、相位不變，串入則增加線路電流若、大小、相位不變，串入則增加線路電流 改改變大小、相位，可調(diào)控線路有功、無(wú)功功率潮流。變大小、相位，可調(diào)控線路有功、無(wú)功功率潮流。1VV4. 若大小、相位不變，串入可改變負(fù)載的電壓大小、相位。若大小、相位不變，串入可改變負(fù)載的電壓大小、相位。Page 242021年11月21日星期日10.7 統(tǒng)一

21、潮流控制器統(tǒng)一潮流控制器UPFC q I I經(jīng)經(jīng)PTPT1 1并聯(lián)在電網(wǎng)上，補(bǔ)償電流并聯(lián)在電網(wǎng)上，補(bǔ)償電流i ic c；II II經(jīng)經(jīng)PTPT2 2，補(bǔ)償電壓，補(bǔ)償電壓VV串接串接在線路上。在線路上。q I I在在逆變狀態(tài)逆變狀態(tài)向電網(wǎng)送出有功功率時(shí)，向電網(wǎng)送出有功功率時(shí)，II II則高頻整流從電網(wǎng)吸取則高頻整流從電網(wǎng)吸取有功功率；有功功率；q I I在在高頻整流狀態(tài)高頻整流狀態(tài)從電網(wǎng)吸取有功功率時(shí)，從電網(wǎng)吸取有功功率時(shí)， II II則逆變向電網(wǎng)送出則逆變向電網(wǎng)送出有功功率。有功功率。Page 252021年11月21日星期日變流器變流器IIII輸出的串聯(lián)補(bǔ)償電壓超前為輸出的串聯(lián)補(bǔ)償電壓超前為

22、角；超前為角；超前為+， 串入后，在線路上增加的電流，滯后串入后，在線路上增加的電流，滯后 , ,滯后的相角為滯后的相角為10.7 統(tǒng)一潮流控制器統(tǒng)一潮流控制器UPFC（續(xù)（續(xù)1）2VVV/LLIV jXj V X I902V90()V1V1VIPage 262021年11月21日星期日10.7 統(tǒng)一潮流控制器統(tǒng)一潮流控制器UPFC（續(xù)（續(xù)2）2222coscos90()sin()(10 19)PLV VPVIVIVIX2222sinsin90()cos()(1020)QLV VQVIVIVIXPage 272021年11月21日星期日10.7 統(tǒng)一潮流控制器統(tǒng)一潮流控制器UPFC （續(xù)（續(xù)3

23、）22sin() ;cos()LLV VV VPQXX12220sinsin();LLVVVVPPPXX222012(cos)cos()LLVV VQQQVVXX1220012sin;(cos)LLVVVPQVVXXPage 282021年11月21日星期日10.7 統(tǒng)一潮流控制器統(tǒng)一潮流控制器UPFC （續(xù)（續(xù)4）12()sinLVVPX 2212()cosLVQVVVX 18012()sin,LVVPX 2212()cosLVQVVVX 180Page 292021年11月21日星期日10.8 超導(dǎo)磁體儲(chǔ)能系統(tǒng)超導(dǎo)磁體儲(chǔ)能系統(tǒng)SMES q 組成組成：1、ACDC雙向三相橋四象限變流器；雙向

24、三相橋四象限變流器；2、二象限、二象限D(zhuǎn)C/DC變換器變換器; 3、超導(dǎo)線圈。、超導(dǎo)線圈。q 電網(wǎng)負(fù)載電網(wǎng)負(fù)載發(fā)電機(jī)功率發(fā)電機(jī)功率:變流器逆變向電網(wǎng)輸出交流功率變流器逆變向電網(wǎng)輸出交流功率PAC，超導(dǎo)線圈磁能經(jīng)超導(dǎo)線圈磁能經(jīng)DC/DC輸出輸出PDC，再經(jīng)逆變器向電網(wǎng)輸出，再經(jīng)逆變器向電網(wǎng)輸出PAC。Page 302021年11月21日星期日10.8 超導(dǎo)磁體儲(chǔ)能系統(tǒng)超導(dǎo)磁體儲(chǔ)能系統(tǒng)SMES（續(xù)（續(xù)1）q 電力系統(tǒng)任何時(shí)刻電力系統(tǒng)任何時(shí)刻 P0， 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)P 負(fù)載負(fù)載P。q 儲(chǔ)能類型儲(chǔ)能類型：電池，壓縮空氣，抽水儲(chǔ)能，飛輪慣性儲(chǔ)能。：電池，壓縮空氣，抽水儲(chǔ)能，飛輪慣性儲(chǔ)能。q 優(yōu)點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：儲(chǔ)能

25、損耗??；存取效率高；響應(yīng)快；控制靈活；建造：儲(chǔ)能損耗?。淮嫒⌒矢?；響應(yīng)快；控制靈活；建造不受地點(diǎn)限制；運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單；投資不斷下降，經(jīng)濟(jì)效益高。不受地點(diǎn)限制；運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單；投資不斷下降，經(jīng)濟(jì)效益高。Page 312021年11月21日星期日10.8 超導(dǎo)磁體儲(chǔ)能系統(tǒng)超導(dǎo)磁體儲(chǔ)能系統(tǒng)SMES （續(xù)（續(xù)2）q （1）三相橋高頻整流，從電網(wǎng)輸入）三相橋高頻整流，從電網(wǎng)輸入PAC向向DC/DC變換器輸出變換器輸出ID，Buck型型變換器降壓，在整個(gè)開(kāi)關(guān)周期中變換器降壓，在整個(gè)開(kāi)關(guān)周期中T8都導(dǎo)通，在開(kāi)關(guān)周期都導(dǎo)通，在開(kāi)關(guān)周期TS的的Ton=DTs期期間，間，T7、T8同時(shí)通態(tài)；同時(shí)通態(tài)；vEFVD，在

26、，在Toff=(1-D)Ts期間，期間， T7斷態(tài)，斷態(tài)， T8仍導(dǎo)仍導(dǎo)通，通，Isc經(jīng)經(jīng)T8、D7續(xù)流，續(xù)流， vEF0，平均值，平均值VEFDVDSCIDV*ACPACP*ACPq起導(dǎo)線圈輸入功率起導(dǎo)線圈輸入功率T7導(dǎo)電占空比導(dǎo)電占空比DTon/Ts=PAC+ / VDISC，檢測(cè)、，按指令要求的檢測(cè)、，按指令要求的確定確定D，即可使，即可使DDACSCDSCEFSCIVPIDVIVPPage 322021年11月21日星期日（2 2）三相橋工作在逆變狀態(tài)向電網(wǎng)輸出）三相橋工作在逆變狀態(tài)向電網(wǎng)輸出PACPAC，DC/DCDC/DC變換器從超導(dǎo)線圈獲變換器從超導(dǎo)線圈獲得直流功率，得直流功率，

27、DC/DC-BoostDC/DC-Boost變換，升壓后輸出電壓變換，升壓后輸出電壓VDVD，iDiD、IDID反向，在整個(gè)開(kāi)反向，在整個(gè)開(kāi)關(guān)周期關(guān)周期TSTS中中T7T7都斷態(tài)，在都斷態(tài)，在T Ton=Don=DTsTs 期間令期間令T8T8導(dǎo)通，導(dǎo)通，ISCISC經(jīng)經(jīng)T8T8、D7D7續(xù)流，續(xù)流， VEFVEF0 0 ，在，在T Toff=(1-Doff=(1-D)Ts)Ts 期間期間T7T7、 T8T8都處于斷態(tài)，都處于斷態(tài)， ISCISC經(jīng)經(jīng) D8 D8 、D7D7反送反送回直流母線，回直流母線， VEFVEF VDVD， VEFVEF的直流平均電壓的直流平均電壓10.8 超導(dǎo)磁體儲(chǔ)能

28、系統(tǒng)超導(dǎo)磁體儲(chǔ)能系統(tǒng)SMES （續(xù)（續(xù)3）(1)11(1029)ACFEDDCDSCACDSCPVDVPD VIPDVI (/)onSD TT按指令要求的按指令要求的PAC及檢測(cè)到的及檢測(cè)到的VD、 ISC即可確定即可確定Page 332021年11月21日星期日 根據(jù)交流電網(wǎng)發(fā)電機(jī)和負(fù)載的功率不平衡情況，得到三相橋變換器輸入交流根據(jù)交流電網(wǎng)發(fā)電機(jī)和負(fù)載的功率不平衡情況，得到三相橋變換器輸入交流功率的指令值功率的指令值P P* *AC+ AC+ 、Q Q* *AC+ AC+ ，或輸出的交流功率指令值，或輸出的交流功率指令值P P* *AC - AC - 、Q Q* *AC - AC - ，再根

29、據(jù)實(shí)測(cè)的再根據(jù)實(shí)測(cè)的VDVD及及ISCISC即可確定即可確定DC/DCDC/DC變換器的工況及占空比變換器的工況及占空比 D D 或或 D D 。而按。而按 P P* *AC AC 、Q Q* *ACAC及交流電網(wǎng)電壓及交流電網(wǎng)電壓 值即可確定三相橋變換器的指令電壓值即可確定三相橋變換器的指令電壓 ，再由再由 的大小、相位確定開(kāi)關(guān)管的的大小、相位確定開(kāi)關(guān)管的SPWMSPWM控制信號(hào)，并使三相變換器交流側(cè)電控制信號(hào)，并使三相變換器交流側(cè)電壓與電源電壓壓與電源電壓 之差產(chǎn)生電流，使之差產(chǎn)生電流，使 。10.8 超導(dǎo)磁體儲(chǔ)能系統(tǒng)超導(dǎo)磁體儲(chǔ)能系統(tǒng)SMES （續(xù)（續(xù)4）*iV*iVI*,ACACACAC

30、PPQQSVPage 342021年11月21日星期日10.9 小結(jié)小結(jié) 利用電力半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件可以調(diào)控電感、電容、利用電力半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件可以調(diào)控電感、電容、電阻的數(shù)值，利用電力電子開(kāi)關(guān)組成的開(kāi)關(guān)型電力電阻的數(shù)值，利用電力電子開(kāi)關(guān)組成的開(kāi)關(guān)型電力變換電路可以構(gòu)成各種類型的電壓、電流補(bǔ)償器和變換電路可以構(gòu)成各種類型的電壓、電流補(bǔ)償器和控制器?？刂破?。 這些電力補(bǔ)償器和控制器可以改變電網(wǎng)等效負(fù)載這些電力補(bǔ)償器和控制器可以改變電網(wǎng)等效負(fù)載的感抗、容抗和電壓、電流，可以補(bǔ)償諧波電流和的感抗、容抗和電壓、電流，可以補(bǔ)償諧波電流和諧波電壓，可以調(diào)控電網(wǎng)負(fù)載的基波電壓的大小和諧波電壓，可以調(diào)控電網(wǎng)負(fù)載的基波電壓的大小和相位，可以補(bǔ)償線路電抗，可以改變輸電線路的有