电力弹簧装置应用范围

【1】新能源并网系统

【2】煤矿供电系统稳压

【3】电动汽车充电技术

当前，电力系统的运行方式是发电量根据用户的需求而定。风能等可再生能源发电并网容量正逐年增大，新能源的间隙性和不稳定性使得其总的发电量难以准确预测，这就可能造成用户用电需求与电网提供电能的不匹配，上述属性对电力系统的影响也越来越明显，比如谐波污染、电压的波动及频率闪变等。大型电网对于电压的波动有一定的自我调节能力，而小型孤立的微电网的调节能力则很弱，电压波动会对其用电设备产生不利的影响，严重情况下甚至会损坏关键的用电设备。例如医院用于监控病人生命体征的医疗设备，对输入电压有非常严格的要求，超范围的电压波动将会导致设备运行的不可靠，有时会给医生造成误判，严重时可能危及患者的生命。

针对电网电压的波动，无功补偿是目前应用最广泛的技术，但该方法无法调节有功功率。尽管采 用 双 馈感 应 发 电 机(doubly fed inductiongenerator，DFIG)的风电场对电网有稳压功能，然而其输出的无功功率会增大电流和损耗。针对新能源发电的间歇性特点，利用蓄电池、超导或高速飞轮等储能装置来抵消发电量与电网负荷之间的差异是有效解决该问题的方法之一。然而，这些方法会使成本显著增加 。

ES 虽然也是一种无功发生器，但与传统的无功补偿装置有很 大 的 区 别 。静 止 无 功 补 偿 器(static varcompensator，SVC)和静态无功发生器(static vargenerator，SVG)是典型的无功补偿装置，为电力系统的长期稳定运行提供了强有力的技术支撑。虽然它们都能通过无功补偿来平抑电压的波动，但都是基于现有运行模式，即先确定用电负荷需求量，再提供相应的发电量。而 ES 颠覆了传统的电力系统运行模式，使得电网中负载的耗能随着新能源发电量的变化而变化，可以有效克服新能源发电不可预测的缺点，是一种全新的控制思路。ES 可广泛分布于电网中的任意节点，只要存在宽电压范围的非关键负载(如电加热器等)，ES 均可与之串联组成智能负载用以保证关键负载电压的稳定 。

电力弹簧理论从诞生至今，已经有超过60篇文献发表 ，此处仅罗列SCI文献和中文EI文献。

【1】S. Y. R. Hui，C. K. Lee，F. Wu.Electric springs-A new smart grid technology[J]. IEEE Transactions on Smart Grid，2012，3(3):1552-1561.(SCI期刊)

【2】Q.Wang，M.Cheng，Z.Chen，Z.Wang.Steady-stateanalysisofelectricspringswithanovelδcontrol[J].IEEETransactionsonPowerElectronics，2015，30(12):7159-7169.(SCI 期刊)

【3】程明 ,王青松,张建忠. 电力弹簧理论分析与控制器设计[J] . 中国电机工程学报,2015,10:2436-2444. (EI 期刊)

【4】Lee C K，Hui S Y R.Reduction of energy storagerequirements in future smart grid using electricsprings[J].IEEE Transactions on Smart Grid，2013，4(3):1282-1288.(SCI 期刊)

【5】Lee C K，Chaudhuri B，Hui S Y R.Hardware and controlimplementation of electric springs for stabilizing futuresmart grid with intermittent renewable energy sources[J].IEEE Journal of Emerging and Selected Topics inPower Electronics，2013，1(1):18-27.(SCI期刊)

香港大学的许树源(Shu Yuen (Ron) Hui)课题组于 2012 年 9 月首次提出了电力弹簧(electricspring，ES)的拓扑结构 。

目前，国内对电力弹簧研究还相对较少，主要研究者为东南大学电气工程学院程明教授 团队 的王青松博士等，并在中国电机工程学报上发表了关于电力弹簧的综述性论文--《电力弹簧理论分析与控制器设计》 。

本书为电力类中等职业教育规划教材。

全书共分十一章。主要内容有:电力网的额定电压与接线;架空线的机械计算;电力系统元件的额定电压与等值电路;潮流计算;电力系统频率、电压调整;能耗计算与降低;导线截面选择;电力系统运行的稳定性;电力网规划设计与远距离输电等。

要书适用于发电厂及电力系统、电力系统继电保护、输配电、供用电等专业，也可供从事电力网及电力系统运行、统计、施工等方面的工作人员参考。