基于超导磁储能的电力系统机电扰动传播控制

张占荣

摘 要： 随着我国社会的发展以及经济的繁荣，我国城市、工业规模日渐扩大，而社会生产、生活对于电力资源的依赖性不断增强。在这样的背景之下，我国的电力需要需要提升电网运行稳定性、安全性的提升。目前，科学技术的发展以及运用，促使超导磁储能技术在电力系统中获得广泛的运用，并实现了各项效益的取得。本文基于此，着重分析如何科学的开展超导磁储能电力系统的机电扰动传播控制工作，实现我国电力事业的稳步开展。

关键词： 超导磁储能；电力系统；机电扰动；传播控制

相关研究表明：机电扰动在电力系统中传播，往往会导致电力系统的稳定性、安全性受到一定程度的干扰，进而对我国社会生产、生活的有序开展产生一定程度的影响。基于此，为了促进我国社会经济、生活的稳步开展，促进各项效益的取得，我国的电力企业需要科学的开展电扰动传播控制作业。本文基于此，分析探讨如何实现对于超导磁储能电力系统机的电扰动传播问题的科学控制。

一、机电扰动概述

在传统的机电认知中，专家、研究人员普遍认为有功功率主要借助光速速率，在电网中进行传播。但随着相关研究的不断深入以及技术的发展，专家学者却发现：机电扰动传播的速度远远低于光速的结论。

基于此，为了实现对于机电扰动传播速度的了解，研究人员在相关处理的过程中加强了对于连续体系统模型的构建，并以此为基础实现了对于机电暂态问题的深入研究。为了确保分析研究的便利性，研究人员提出了发电机转速与同步速相接近的假设，并以此为基础实现了对于定子绕组电磁暂态等因素的忽视，从而实现了对于链式电力系统模型的构建以及研究。

随后，研究人员假设连续体模型中的相关参数具有分布均匀的特点，而其在多台发电机不断相互靠近，并且相邻的发电机之间的距离几乎为零时，就能够获得连续体模型的机电波方程。事实上，在分析的过程中，研究人员发现，当连续体参数呈现出均匀、无限长的发展趋势时，电机的初始速度对于研究的影响可以忽略，而在此过程中，研究人员发现机电扰动的传播速度只取决于发电机的转动惯量。

二、电力系统的机电波特性阻抗

所谓电力系统的机电波特性阻抗，指的是在有分布参数的电路中，等于电压波和电流波比值的特性阻抗。作为传输线的原始数据信息，该参数的大小往往由电容、电阻、电感等因素所决定，并在运行的过程中能够对输电线路电磁功率传输进行描述。

在电网运行的过程中，若机电波的波长远大于离散发电机空间距离时，电力技术人员能够借助连续体模型对电力系统的运行状况进行描述，从而由此实现对于机电波传播特性的反映。但事实上，电力技术人员在相关的分析作业时，需要将电机空间上离散分布的惯性参数进行空间连续化处理，并借助高斯函数进行具体的操作。

三、基于超导磁储能的机电波扰动控制器算法

关于超导磁储能电机的构成，笔者进行了相关总结，具体内容见图1。通过对于图1进行分析可以得知：该设备的母线O处安装了超导磁储能装置，而在在运行过程中往往能够透过第1条线路机型传传播。

在构建基于超导磁储能的机电波扰动控制器算法的过程中，研究人员假设l1对其他线路的透射系数为β1-i（i=2，3，…，k），基于此，研究人员推导出控制器的特性阻抗CB为：

在上述的公式中，C01、Co2分别指的是线路1、线路2在O点的机电波特性阻抗；而β则是透射系数。此外，技术研究人员在相关的分析过程中发现：在相关作业的过程中，工作人员借助储能装置进行控制器的构建，其不断能够促进储能跟踪效率的提升，还能够在最大程度上实现了对于任意透射系数的机电扰动控制器。

四、仿真研究

为了进一步验证上述论点的可行性以及正确性。技术研究人员在相关作业的过程中开展了仿真研究工作。在相关研究分析作业时，技术人员借助MEC系统进行作业。据悉该系统规模较大，由30台发电机组成，而其母线、输电线路的数量更是高达107条、200条。该系统在运行时往往能够借助自定义模型进行分析操作，并在仿真的软件中构建起机电波的超导磁储能扰动控制器。此外，该系统在运行时，为了确保仿真实验效果的提升，研究人员还需要在系统的外部附加储能装置、发电机进行作业。

1、零透射控制

在開展零投射控制作业时，工作人员将控制器的特性阻抗值全部设定为0.00001，从而实现了零透射控制效果的提升。此外，其还需要在扰动设置尚未启动之时，就需要将系统中的100MV负荷积进行切除，并确保其燃动时间维持在10s左右，随后工作人员需要在储能母线上进行储能装置的安装，并将发电机惯性时间设置为110s。

一般情况下，电力系统受制于装储能控制之后，系统功角跟处于稳态时的偏差都会减小。这一状况的出现往往能够说明发电机功角多导致的扰动影响较小，而通过对于功率波透射区域的有效控制，能够在最大程度上实现对于线路传输功率变化的跟踪，促进零透射控制效果的提升。基于这一研究状况，电力技术人员需要依据设计图进行控制器系统的安装工作，从而实现了对于扰动状况的合理化控制。

2、任意透射系数的控制

为了实现对于电力系统扰动问题的任意透射系数控制，电力技术研究人员在实际的处理过程中需要在两条母线处进行具有类似投射系数的机电扰动控制器的安装工作。在这一系统的构造能够在最大程度上实现通过母线频率波与线路传输有功功率波的比值，获取机电波特性阻抗。

一般而言，控制器在广泛的运用过程中能够实现对于线路传输功率的降低，并实现了对于线路传输功率扰动的缩减。在机电扰动传播控制方法选择的过程中，工作人员需要加强对于电机实际状况的分析、总结，从而采取合理的方式进行作业，促进电机扰动控制作业的稳步开展，促进各项效益的取得，实现我国电力系统的稳定性、安全性的提升。

结束语：

为了实现对于超导磁储能电力系统机电扰动传播控制作业的开展，电力技术人员需要采取科学的措施进行为的解决。本文基于此，分析探讨机电扰动内涵，并就电力系统的机电波特性阻抗以及基于超导磁储能的机电波扰动控制器算法进行分析，最后论述了仿真研究的具体内涵（零透射控制、任意透射系数的控制）。笔者认为，随着相关措施的落实到位以及技术的发展，我国的电力单位以及技术人员必将能够科学的处理电力系统机电扰动传播控制工作，并由此促进各项经济利润以及社会效益的取得，实现我国电力事业的可持续发展，满足社会生产、生活的电力需求，实现我国经济社会的稳步开展。■

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