利用电力弹簧对电网负载稳压的可行性研究

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利用电力弹簧对电网负载稳压的可行性研究

　　 1　引言

　　由于化石燃料是不可再生的，一旦枯竭，就会对整个电力系统造成不可估量的损失乃至影

响整个国家的日常运转。寻找可以再生的替代煤炭的清洁能源已迫在眉睫。风能和太阳能发电

已逐步从理论研究走向具体应用。但是目前的新能源发电技术还不是太成熟，对于电压稳定的

控制始终达不到一个很理想的状态。因为太阳能的辐照强度是随时间不断变化的，本身就是一

个不断变化的量，安装大容量的蓄电池虽然具有一定的可行性，但是储备容量太大而且成本很

高。本文通过将电力弹簧应用到光伏并网中以提高其供电可靠性。

　　 2　电力弹簧的原理[1]及基本构造电路[2]

　　 Electric　Springs “ ”技术采用将许多小容量的可控逆变电源（弹簧）直接串入位于网络末端

“ ”的用电负载，这些弹簧根据系统的实际情况自动发出或消耗无功功率，构成了一个可以稳定

“电压的分布式的弹簧网络”。电力弹簧可以串联在非关键负载中作为一个电路中的智能负载。

随着未来电网可再生能源不断参与其中，电网的可靠性有可能低于期望值，电力弹簧作为智能

调压负载则可以嵌入到电热水器，冰箱和道路照明系统，保证设备正常运行，从而实现广泛应

用；也可以用在新能源并网中使其发挥巨大的作用，保证电网电压的稳定性。在如下一个系统

里，电力弹簧串联在非临界负荷中，和临界负荷构成整个电力系统的主负载。

　　 3　电力弹簧的 MATLAB 仿真[3]及实验结果

　　图3-1 中用电流源代替新能源输出的能量，电压源代替弱电网的系统电压。Rse 和Lse 在

主电路里作为串联补偿，R1-1 和L1-1，R1-2 和L1-2 作为电能传递过程中的的线路损耗。Ves

是电力弹簧产生的电压，Vc 为主负载的电压，Vnc 为非关键负荷的电压，Vdc 为全桥电路电容

产生的直流电压。

　　此次仿真结果分为三种情况：①当电流源的电流为额定值 10A

时，Vg，Iac，Vc，Ves，Vdc 的波形图，如图 3-2（a）；②当电流源的输出值小于额定值时，

例如5A 时，Vg，Iac，Vc，Ves，Vdc 的波形图，如图 3-2（b）；③当电流源的电流输出值大

于10A，例15A 　时， Vg，Iac，Vc，Ves，Vdc 的波形图，如图 3-2（c）。

　　从上述三幅图可知，尽管电路中电流源幅值变化很大，且变化率达到 50?G，临界负荷电

压依据处在一个很稳定的状态。

　　 4　综述

　　通过对电力弹簧的初步研究，结果证实电力弹簧能够加载到各种类型的智能负载系统。根

据非关键负载的性质和控制方案，这些智能负载安装了电动弹簧可以执行电压调节和功率平衡

减轻可再生资源的电压波动，从而在未来智能电网中发挥重要重用

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摘要：

利用电力弹簧对电网负载稳压的可行性研究　　1　引言　　由于化石燃料是不可再生的，一旦枯竭，就会对整个电力系统造成不可估量的损失乃至影响整个国家的日常运转。寻找可以再生的替代煤炭的清洁能源已迫在眉睫。风能和太阳能发电已逐步从理论研究走向具体应用。但是目前的新能源发电技术还不是太成熟，对于电压稳定的控制始终达不到一个很理想的状态。因为太阳能的辐照强度是随时间不断变化的，本身就是一个不断变化的量，安装大容量的蓄电池虽然具有一定的可行性，但是储备容量太大而且成本很高。本文通过将电力弹簧应用到光伏并网中以提高其供电可靠性。　　2　电力弹簧的原理[1]及基本构造电路[2]　　Electric　Spring...

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