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随着经济的发展,各国相继建成了具有大容量、超高压、远距离等特点的复杂电力系统,但是电力系统的发展却面临着稳定性问题凸显、消费者对供电质量要求日益提高、能源短缺等问题,而超导装置对于解决稳定性等问题有很大帮助,其中又以超导磁储能系统(SMES)最为经典、也最为常用。它对提高电力系统的安全性和改善供电质量有较好的效果。但是,它结构复杂,控制难度大,需要一套功能完善的监控系统,来对各种电气量和非电气量进行实时监测,更重要的是还要对它与电网交换的功率值进行实时控制,因此,研究一套功能符合需求的监控系统是十分重要的。 论文首先介绍了SMES系统的结构及其抑制低频振荡的原理,指出SMES接入系统后,能使原系统的电磁转矩被调整到位于第一象限靠近纵轴的稳定区域,从而抑制电力系统低频振荡。接着设计了SMES监控系统的控制策略以及一个完整的控制器,指出利用发电机有功输出作为控制系统输入量更具实用价值,并利用PSCAD搭建仿真平台,验证了所设计方法的正确性和可行性。 论文后半部分为监控系统硬件和软件设计,先从整体上说明监控系统的整体架构和性能指标,并说明了监控系统应该完成的功能。接着从硬件和软件两方面设计了监控终端。终端硬件包括电源模块、数据采集模块、开关量输入输出模块,人机接口模块、通信模块等,这些模块集成在一块主板和数块插件上,具有功能方便扩展等优点。此外,终端和上位机之间采用3G通信技术,可实现远距离集中控制。终端内软件包括电气量测量算法和主板ARM监控程序,以及人机接口程序,对于每一种程序,论文都给出了流程设计,并编制了部分程序,为后续编程打下了良好的基础。 论文最后对所做工作进行了总结,并指出其中不足之处,对下一步可能开展的工作进行了展望。