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当今社会对能源与电力供应的质量与安全可靠性要求越来越高,由于互联大系统中的电力负荷与区域交换功率的持续增长,在传统集中输配电模式下,远距离大容量输送电能已不可避免,导致系统稳定性和安全性降低,电能质量下降,研究表明,在现有电力系统中引入储能装置,能够快速有效的调控系统有功无功的输送,改善系统稳定性、安全性,提高电能质量。 如何使得储能装置更好地发挥其提高电力系统稳定性的作用,是当前储能领域研究的一个热点。超导储能装置(Superconducting Magnetic Energy StorageDevice,简称SMES)是将能量以电磁能的形式储存在超导线圈中的一种快速、高效的储能装置。与其它储能装置相比,SMES具有储能量大、转换效率高、响应迅速、对环境无污染、控制方便、使用灵活等优点,在电力系统中有着广泛的应用前景。 本文首先论述了超导储能装置的提出及其对电力系统的应用意义,分析了超导储能装置的储能原理和性能特点,论述了其各个主要组成部分的详细结构及其工作原理。 然后,阐明非线性鲁棒控制系统的基本概念,系统地讨论非线性鲁棒控制系统的设计原理,本文基于SDM(状态-动态-量测)混合反馈设计方法,在分析各部分工作过程以及整体运行特点的基础上,建立了适用于动态系统分析及仿真的超导储能装置功率响应模型,并建立非线性鲁棒控制器以此为仿真做准备。 最后,在MATLAB仿真平台中,对含有超导储能装置的单机无穷大系统进行暂态过程仿真分析,仿真的结果显示,超导储能装置可以有效地抑制由系统扰动引起的发电机振荡,从而提高系统暂态过程的稳定性。