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基于超导储能系统的风电场功率控制系统设计 被引量:64
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作者 刘昌金 胡长生 +2 位作者 李霄 陈敏 徐德鸿 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2008年第16期83-88,共6页
风电场输出功率的波动性和间歇性会给电网带来不利的影响。为了降低风电场并网对电能质量的影响,文中阐述了一种基于超导储能系统的抑制风电场功率波动的间接控制方法。利用超导储能系统的四象限功率运行能力来补偿风电场输出的有功和... 风电场输出功率的波动性和间歇性会给电网带来不利的影响。为了降低风电场并网对电能质量的影响,文中阐述了一种基于超导储能系统的抑制风电场功率波动的间接控制方法。利用超导储能系统的四象限功率运行能力来补偿风电场输出的有功和无功功率波动,并抑制由此产生的电网电压波动;通过合理设计超导储能系统功率调节器的带宽来优化储能量。通过对风电场连接于弱电网的仿真,验证了所提出的功率控制策略的有效性。 展开更多
关键词 风力发电 超导储能系统 功率控制 电能质量
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超导储能改善并网风电场稳定性的研究 被引量:61
2
作者 吴俊玲 吴畏 周双喜 《电工电能新技术》 CSCD 2004年第3期59-63,共5页
建立了风电机组和超导储能(SMES)装置的数学模型以研究SMES对并网风电场运行稳定性的改善。针对风电系统中经常出现的联络线短路故障和风电场的风速扰动,提出利用SMES安装点的电压偏差作为SMES有功控制器的控制信号的策略。对实例系统... 建立了风电机组和超导储能(SMES)装置的数学模型以研究SMES对并网风电场运行稳定性的改善。针对风电系统中经常出现的联络线短路故障和风电场的风速扰动,提出利用SMES安装点的电压偏差作为SMES有功控制器的控制信号的策略。对实例系统进行的仿真计算结果表明,SMES采用该控制策略,不仅可以在网络故障后有效地提高风电场的稳定性,而且能够在快速的风速扰动下平滑风电场的功率输出,降低风电场对电网的冲击。 展开更多
关键词 风力发电 超导储能(smes) 电力系统稳定性
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一种新型的电流源型变流器PWM控制策略及其在超导磁储能装置中的应用 被引量:38
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作者 彭晓涛 程时杰 +1 位作者 王少荣 唐跃进 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第22期60-66,共7页
超导磁储磁能(SMES)装置的超导磁体通过变流器与电网连接,为了减小装置向系统注入的谐波电流,各种改进的脉宽调制(PWM)技术被用于变流器的控制。该文分别用正弦波和三角波作为调制和载波信号,提出一种可用于电流源型变流器的实时电流控... 超导磁储磁能(SMES)装置的超导磁体通过变流器与电网连接,为了减小装置向系统注入的谐波电流,各种改进的脉宽调制(PWM)技术被用于变流器的控制。该文分别用正弦波和三角波作为调制和载波信号,提出一种可用于电流源型变流器的实时电流控制的新型PWM开关策略,并在此基础上研究了能够按照系统要求对电流源型SMES独立地进行有功和无功功率四象限调节的实时功率控制方法。仿真结果表明,该开关策略不仅能够快速改变变流器交流侧电流的幅值和相位,有效降低变流器交流侧电流中的谐波含量,而且能够提高SMES装置的功率响应特性。同时该方法还具有控制策略简单,工程实现容易的特点。 展开更多
关键词 脉宽调制 超导磁储能 电流源型变流器 实时控制 功率调节
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超导储能装置提高电力系统暂态稳定性的研究 被引量:31
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作者 郑丽 马维新 李立春 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2001年第3期73-76,共4页
为研究超导储能 (SMES)装置提高电力系统暂态稳定性的作用 ,从超导储能系统的运行机理出发 ,建立了超导储能的单桥系统和双桥系统数学模型 ,并实现了有功控制和有功无功综合控制的各种控制策略。在单机无穷大和多机系统上的计算机仿真表... 为研究超导储能 (SMES)装置提高电力系统暂态稳定性的作用 ,从超导储能系统的运行机理出发 ,建立了超导储能的单桥系统和双桥系统数学模型 ,并实现了有功控制和有功无功综合控制的各种控制策略。在单机无穷大和多机系统上的计算机仿真表明 ,超导储能装置能有效地提高电力系统的暂态稳定性。论文研究了控制方式对暂态稳定性的影响 ,对影响其效果的多种因素 ,如安装地点等 ,也进行了比较详细的研究。 展开更多
关键词 超导储能装置 暂态稳定性 综合控制 单桥系统 双桥系统 数学模型 电力系统
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电压型超导储能系统的统一直接功率控制方法 被引量:32
5
作者 郭文勇 赵彩宏 +3 位作者 张志丰 欧阳弈 辛理夫 肖立业 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2007年第9期58-63,共6页
将PWM整流器的直接功率控制方法用于电压型超导储能系统的电压源型换流器,给出了新的开关矢量表,并提出了斩波器的直接功率控制方法。文中的电压源型换流器和斩波器的直接功率控制方法以有功功率为纽带,可对超导储能系统进行一体化的功... 将PWM整流器的直接功率控制方法用于电压型超导储能系统的电压源型换流器,给出了新的开关矢量表,并提出了斩波器的直接功率控制方法。文中的电压源型换流器和斩波器的直接功率控制方法以有功功率为纽带,可对超导储能系统进行一体化的功率控制。仿真结果表明,该控制方法具有良好的控制性能,十分适用于电压型超导储能系统。 展开更多
关键词 超导储能(smes) 直接功率控制 功率调节系统(PCS) 电力电子 开关表
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超导储能装置改善电力系统动态性能的研究 被引量:22
6
作者 陈利军 马维新 冯之鑫 《清华大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第3期14-18,共5页
超导储能装置(SMES)能够实现有功功率和无功功率四象限的独立控制,调节速度快,是一种理想的提高电力系统动态性能的手段。文章分析了SMES的工作机理,建立了其交直流侧电量的数学关系,论证了独立控制有功功率和无功功率的... 超导储能装置(SMES)能够实现有功功率和无功功率四象限的独立控制,调节速度快,是一种理想的提高电力系统动态性能的手段。文章分析了SMES的工作机理,建立了其交直流侧电量的数学关系,论证了独立控制有功功率和无功功率的原理,用内部和外部两层控制建立了它的控制系统。应用电磁仿真软件EMTDC,对SMES提高电力系统动态性能进行了研究。研究结果表明,SMES在改善发电机阻尼方面具有优良的性能,SMES安装地点对此功能有较大影响。 展开更多
关键词 超导储能装置 电力系统 有功功率 动态性能 smes
原文传递
20kJ/15kW可控超导储能实验装置 被引量:17
7
作者 蒋晓华 褚旭 +2 位作者 吴学智 戴银明 兰和礼 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2004年第4期88-91,共4页
介绍了一套可控超导储能(SMES)实验装置。该装置可作为可控超导储能在电力系统中应用的实验研究平台。它包括一个储能量为20kJ的低温超导磁体和一个15kW的基于绝缘栅双极晶体管(IGBT)的电流型变流装置。为了减少冷却系统的漏热,超导磁... 介绍了一套可控超导储能(SMES)实验装置。该装置可作为可控超导储能在电力系统中应用的实验研究平台。它包括一个储能量为20kJ的低温超导磁体和一个15kW的基于绝缘栅双极晶体管(IGBT)的电流型变流装置。为了减少冷却系统的漏热,超导磁体通过Bi-2223带材制成的高温超导电流引线同变流装置连接。变流装置采用双桥型拓扑和PWM开关策略以减少其输出电流中的谐波成分。为了可以执行高速和高精度的控制算法,变流装置的控制系统采用双DSP的控制器。文中还介绍了该实验装置各部分的结构和工作原理,并给出了初步的实验结果。 展开更多
关键词 可控超导储能 超导磁体 电流型变流器 DSP控制器
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超导储能装置提高风电场暂态稳定性的研究 被引量:24
8
作者 张占奎 王德意 +2 位作者 迟永宁 李琰 王伟胜 《电力系统保护与控制》 EI CSCD 北大核心 2010年第24期38-42,47,共6页
对风电场安装使用超导磁储能装置增强风电场暂态稳定性进行了研究。在建立超导磁储能装置模型的基础上,提出了改善并网风电场暂态稳定性的超导磁储能装置控制策略,采用以网侧电压定向的矢量控制方案并通过附加前馈项实现其输出有功功率... 对风电场安装使用超导磁储能装置增强风电场暂态稳定性进行了研究。在建立超导磁储能装置模型的基础上,提出了改善并网风电场暂态稳定性的超导磁储能装置控制策略,采用以网侧电压定向的矢量控制方案并通过附加前馈项实现其输出有功功率、无功功率的解耦控制。在电力系统分析软件DIgSILENT/PowerFactory中建立了超导磁储能装置及其控制的仿真模型,基于实际电网及风电场的仿真结果验证了所建模型的正确性、控制策略的可行性。简要介绍了超导磁储能装置在并网风力发电系统的应用前景。 展开更多
关键词 风电场 超导储能 暂态稳定 前馈解耦 矢量控制
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基于超导储能的瞬时电压跌落补偿 被引量:12
9
作者 刘逊 朱晓光 +1 位作者 褚旭 蒋晓华 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2004年第3期40-44,63,共6页
超导储能(SMES)是解决瞬时电压跌落问题的一种很有前途的方案。由于SMES自身的特点,基于SMES的瞬时电压跌落补偿装置在主电路结构、参数设计、补偿原理和控制方法上均不同于传统的动态电压恢复器。为了保护一个110 kVA的重要负载不受瞬... 超导储能(SMES)是解决瞬时电压跌落问题的一种很有前途的方案。由于SMES自身的特点,基于SMES的瞬时电压跌落补偿装置在主电路结构、参数设计、补偿原理和控制方法上均不同于传统的动态电压恢复器。为了保护一个110 kVA的重要负载不受瞬时电压跌落的危害,一套基于SMES的瞬时电压跌落补偿系统正在开发中。该系统主要由0.3 MJ超导线圈、200 kVA绝缘栅双极晶体管(IGBT)电流型变流器和2.5 mH移相电抗器组成。文中通过理论分析和仿真计算介绍了系统主电路的工作原理及参数设计。为实现瞬时控制和获得更高的响应速度,采用了直接电流脉宽调制(PWM)开关策略。开环仿真结果表明,系统可以满足瞬时电压跌落的补偿要求。 展开更多
关键词 超导储能 瞬时电压跌落补偿 直接电流脉宽调制 smes 仿真
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超导磁储能系统抑制风力发电功率波动的研究 被引量:21
10
作者 崔林 文劲宇 程时杰 《电力科学与技术学报》 CAS 2008年第1期24-30,共7页
建立含超导磁储能装置(SMES)的单机无穷大系统的Phillips-Heffron模型,导出含SMES电力系统总的电磁转矩表达式,从理论上分析SMES对增强系统阻尼的作用.并设计了SMES非线性比例积分微分控制器,数字仿真结果验证了SMES阻尼系统功率振荡的... 建立含超导磁储能装置(SMES)的单机无穷大系统的Phillips-Heffron模型,导出含SMES电力系统总的电磁转矩表达式,从理论上分析SMES对增强系统阻尼的作用.并设计了SMES非线性比例积分微分控制器,数字仿真结果验证了SMES阻尼系统功率振荡的特性,同时表明该控制器具有较好的鲁棒性. 展开更多
关键词 超导磁储能 风力发电 飞利蒲斯-海佛容模型 非线性比例积分微分控制
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基于超导储能的暂态稳定控制器设计 被引量:14
11
作者 刘锋 梅生伟 +3 位作者 夏德明 马永健 蒋晓华 卢强 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2004年第1期24-29,共6页
设计了用于提高电力系统的暂态稳定超导储能(SMES)装置的非线性鲁棒控制器,并从数字仿真和动模实验两方面进行了验证。为了简化动态性能分析和控制器设计,在实验样机的基础上,提出了新的基于电流型变流器的SMES的动态模型,并将其转化为... 设计了用于提高电力系统的暂态稳定超导储能(SMES)装置的非线性鲁棒控制器,并从数字仿真和动模实验两方面进行了验证。为了简化动态性能分析和控制器设计,在实验样机的基础上,提出了新的基于电流型变流器的SMES的动态模型,并将其转化为标幺制模型。通过外部干扰的引入,得到了装设SMES的单机无穷大系统的动态模型,并采用精确线性化方法和线性H_∞控制理论设计了SMES的非线性鲁棒控制器。为了验证该控制器的效果,对装设SMES单机无穷大系统进行了数字仿真和动模实验,并将其与常规PI控制器进行了比较。仿真和实验结果都证明了非线性鲁棒控制器具有良好性能。 展开更多
关键词 电力系统 暂态稳定性 超导储能 暂态稳定控制器 设计 数字仿真
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超导储能技术在电力系统中的应用与展望 被引量:16
12
作者 李勇 刘俊勇 胡灿 《四川电力技术》 2009年第A01期33-37,共5页
对储能技术的类型及在电网中应用进行了介绍,综述了超导储能技术应用于电力系统稳定控制和改善电能质量方面目前所做的研究,提出了超导储能装置在电网中的最优位置安装以及容量的选择,分析了超导储能装置与调速器,发电机励磁等非储能设... 对储能技术的类型及在电网中应用进行了介绍,综述了超导储能技术应用于电力系统稳定控制和改善电能质量方面目前所做的研究,提出了超导储能装置在电网中的最优位置安装以及容量的选择,分析了超导储能装置与调速器,发电机励磁等非储能设备之间的协调控制,最后对超导储能技术研究方向作出了展望。 展开更多
关键词 超导储能 协调控制 电能质量
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超导储能系统提高风电场暂态稳定性研究 被引量:16
13
作者 张靠社 李琼 《电网与清洁能源》 2011年第1期72-75,共4页
应用超导储能系统(SMES)对提高风电场的暂态稳定性进行了研究。在深入研究超导储能系统运行原理的基础上,建立了基于电压型换流器(VSC)的超导储能系统模型,实现了有功功率和无功功率的解耦控制,并提出了有功、无功功率综合控制策略。利... 应用超导储能系统(SMES)对提高风电场的暂态稳定性进行了研究。在深入研究超导储能系统运行原理的基础上,建立了基于电压型换流器(VSC)的超导储能系统模型,实现了有功功率和无功功率的解耦控制,并提出了有功、无功功率综合控制策略。利用PSCAD/EMTDC软件进行了仿真计算,结果说明超导储能系统不但能够在风速波动时平滑风电场的功率输出,而且能够提高风电系统的暂态稳定性。 展开更多
关键词 风电场 超导储能 暂态稳定
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用于超导储能系统的电流调节器试验研究 被引量:15
14
作者 李顺 赵彩宏 肖立业 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2005年第16期76-78,92,共4页
为实现超导线圈和电网之间的快速双向转换,设计了一种由电压型变换单元、高频变压器单元、电流型变换单元3部分构成的电流调节器。该电流调节器通过控制它和电压型换流器连接处的电容电压值来调节超导磁体充放电的方向,并采用双极性控... 为实现超导线圈和电网之间的快速双向转换,设计了一种由电压型变换单元、高频变压器单元、电流型变换单元3部分构成的电流调节器。该电流调节器通过控制它和电压型换流器连接处的电容电压值来调节超导磁体充放电的方向,并采用双极性控制。最后给出了1台600W的电流调节器样机的试验结果,试验结果表明,该电流调节器可以满足超导储能系统的需要。 展开更多
关键词 超导储能 电流调节器 双极性控制 试验研究 电压型变换单元
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基于超导储能装置的联络线功率控制 被引量:12
15
作者 王康 兰洲 +2 位作者 甘德强 石立宝 倪以信 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2008年第8期5-9,68,共6页
改变了以往将超导储能装置安装在发电机出口处的策略,利用该装置与系统间有功和无功功率交换的灵活性,进行互联系统联络线的功率控制。控制目标由传统的驱使系统恢复到故障前的稳定运行点,转为跟踪系统惯量中心,以较小的控制代价尽快将... 改变了以往将超导储能装置安装在发电机出口处的策略,利用该装置与系统间有功和无功功率交换的灵活性,进行互联系统联络线的功率控制。控制目标由传统的驱使系统恢复到故障前的稳定运行点,转为跟踪系统惯量中心,以较小的控制代价尽快将系统拉回同步,并迅速平息故障后的区域间功率振荡。利用反步法为超导储能装置的有功环节设计了鲁棒控制器,使闭环系统对建模误差及有界的外部扰动具有鲁棒性。最后利用PSS/E对所提出的控制方案在4机2区系统上进行了数字仿真,证明了该方案的有效性。 展开更多
关键词 超导储能 鲁棒控制 反步法 惯量中心 电力系统
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电压源型超导磁储能装置特性的全时域仿真研究 被引量:10
16
作者 李艳 程时杰 +1 位作者 潘垣 唐跃进 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2002年第18期30-35,共6页
介绍了电压源型超导磁储能装置 ( VSMES)的基本结构和工作原理 ,在 Matlab环境下建立了 VSMES的全时域仿真模型 ,利用所建立的模型对 VSMES的稳态和动态特性进行了详细的时域仿真研究。详细分析了一个稳态周期内 ,各阶段 VSMES的物理工... 介绍了电压源型超导磁储能装置 ( VSMES)的基本结构和工作原理 ,在 Matlab环境下建立了 VSMES的全时域仿真模型 ,利用所建立的模型对 VSMES的稳态和动态特性进行了详细的时域仿真研究。详细分析了一个稳态周期内 ,各阶段 VSMES的物理工作过程和能量流传情况 ,并在此基础上总结了 VSMES系统参数对其特性的影响特点。动态研究着重分析了系统参数对其动态响应的影响 ,以及在电力系统暂态过程中的作用。所得结论为 VSMES系统的设计。 展开更多
关键词 电压源型超导磁储能装置 特性 全时域仿真 电力系统稳定性 逆变器
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考虑电网输电能力改善的超导储能装置优化选址定容 被引量:12
17
作者 宋柄兵 顾洁 《电力系统及其自动化学报》 CSCD 北大核心 2017年第11期92-98,共7页
超导储能装置接入电网后,能够改善网络潮流分布、优化系统运行、有效提高电网输电能力。首先分析了超导储能装置功率输出特性,在建立计及超导储能装置接入的电网最大输电能力计算模型基础上,综合考虑超导储能装置的投资费用及其接入电... 超导储能装置接入电网后,能够改善网络潮流分布、优化系统运行、有效提高电网输电能力。首先分析了超导储能装置功率输出特性,在建立计及超导储能装置接入的电网最大输电能力计算模型基础上,综合考虑超导储能装置的投资费用及其接入电网所带来的输电能力提高对应的折现收益;然后以接入超导储能装置后系统净收益最大为目标函数,通过遗传算法求解得到超导储能装置的优化安装地点和容量,并进一步提出了基于灵敏度分析的SMES优化配置方法,以压缩搜索空间,提高模型求解效率;最后通过IEEE30节点系统仿真计算,验证了所提方法的有效性。 展开更多
关键词 超导储能 最大输电能力 选址定容 净收益 灵敏度分析 遗传算法
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超导磁储能系统在舰船电力系统中的应用前景及其关键课题 被引量:4
18
作者 戴陶珍 范则阳 +2 位作者 李敬东 唐跃进 程时杰 《中国工程科学》 2002年第6期16-19,28,共5页
现代舰船电力系统容量急剧增大 ,全电力舰船的实现、敏感负荷和新概念武器的引入使舰船电力系统面临着一系列挑战。介绍了超导磁储能系统 (SMES)作为一种新型储能设备的应用研究进展 ,分析了SMES在舰船电力系统中的潜在应用 ,最后提出... 现代舰船电力系统容量急剧增大 ,全电力舰船的实现、敏感负荷和新概念武器的引入使舰船电力系统面临着一系列挑战。介绍了超导磁储能系统 (SMES)作为一种新型储能设备的应用研究进展 ,分析了SMES在舰船电力系统中的潜在应用 ,最后提出了舰船电力系统中应用SMES的关键课题。 展开更多
关键词 舰船 电力系统 超导磁储能系统 smes 超导应用 电力推进
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用可再生能源充电的SMES装置在系统调频中的应用 被引量:10
19
作者 李红梅 严正 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2009年第15期94-97,102,共5页
受自然条件限制,可再生能源发电具有很大的随机性,直接并入电网会对系统造成一定的冲击,增加系统不稳定的因素。文中以风能为例,提出将风能等可再生能源作为超导磁储能(SMES)装置的充电电源,为可再生能源的使用提出一个新的思路。SMES... 受自然条件限制,可再生能源发电具有很大的随机性,直接并入电网会对系统造成一定的冲击,增加系统不稳定的因素。文中以风能为例,提出将风能等可再生能源作为超导磁储能(SMES)装置的充电电源,为可再生能源的使用提出一个新的思路。SMES装置具有转换效率高且动作快速的特点,能够与系统独立进行有功、无功的交换。因此,SMES装置可以根据系统负荷变化快速调整出力来稳定系统频率及减少不必要的联络线功率流动。仿真结果证明,SMES装置的投入可以有效改善系统频率,解决旋转备用不足的问题。 展开更多
关键词 可再生能源 超导磁储能 备用容量 一次调频 自动发电控制
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集成SMES和CS-SGSC的双馈型风力发电系统 被引量:9
20
作者 郭文勇 肖立业 戴少涛 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 2012年第14期101-107,共7页
双馈型风力发电机面临能量输出不稳定和低电压穿越能力弱2个主要问题。为了同时解决这2个问题,提出了一种集成超导储能系统和电流型串联网侧变流器的双馈型风力发电系统。该系统利用超导磁体作为能量储存和缓冲环节,提高了能量输出的稳... 双馈型风力发电机面临能量输出不稳定和低电压穿越能力弱2个主要问题。为了同时解决这2个问题,提出了一种集成超导储能系统和电流型串联网侧变流器的双馈型风力发电系统。该系统利用超导磁体作为能量储存和缓冲环节,提高了能量输出的稳定性;利用电流型串联网侧变流器实现了对定子电压的保护,提升了双馈型风力发电机的低电压穿越能力。仿真结果证明了该拓扑结构及其控制策略的有效性。 展开更多
关键词 风力发电 双馈感应发电机 超导储能 电流型串联网侧变流器 低电压穿越
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