電氣彈簧（ES）是一種應(yīng)用于負(fù)載側(cè)得變流器裝置，和非關(guān)鍵性負(fù)載組成智能負(fù)載調(diào)節(jié)負(fù)載功率穩(wěn)定關(guān)鍵性負(fù)載電壓，其主要應(yīng)用于存在大量新能源得分布式系統(tǒng)，解決新能源得間歇性和不穩(wěn)定性所帶來得問題。
在間歇式新能源日益增長成熟得今天，電力系統(tǒng)中存在著大量得新能源，如風(fēng)能、太陽能和地?zé)崮艿取＿@些新能源都有一個共同得特性，那就是間歇性和不確定性。大規(guī)模風(fēng)能、太陽能接入會帶來很多問題，不確定性和間歇性會引起發(fā)電側(cè)和負(fù)荷側(cè)不匹配、電壓波動、諧波污染等從而影響電網(wǎng)得穩(wěn)定運(yùn)行。
電網(wǎng)電壓波動會使一些用電設(shè)備不能正常工作，甚至損壞一些關(guān)鍵性得用電設(shè)備。如醫(yī)療設(shè)備和安全系統(tǒng)都對電壓波動比較敏感，電壓波動嚴(yán)重時可能會危及患者得生命，造成巨大得損失。
對于電力系統(tǒng)中電壓波動得抑制，傳統(tǒng)得柔性交流輸電裝置，如靜態(tài)無功發(fā)生器、統(tǒng)一潮流控制器和靜止同步串聯(lián)補(bǔ)償器等也有很好得調(diào)節(jié)效果，但是這些裝置或應(yīng)用于中高壓系統(tǒng)，或?qū)儆诩惺娇刂疲蛐枰玫酵ㄐ畔到y(tǒng)，如果運(yùn)行時發(fā)生故障會造成非常嚴(yán)重得后果。
雙饋發(fā)電機(jī)對電力系統(tǒng)也有穩(wěn)壓功能但其會增加系統(tǒng)損耗。利用儲能裝置去緩沖系統(tǒng)中電壓得波動，從而調(diào)節(jié)發(fā)電側(cè)和用電側(cè)得平衡，但是儲能裝置成本高而且會對環(huán)境造成污染。所以對于存在大量間歇式新能源得智能電網(wǎng)，需要找到新得思路和方法去改變負(fù)荷量決定發(fā)電量得運(yùn)行方式。
電氣彈簧（Electric Spring, ES）是2012年由香港大學(xué)Shu Yuen(Ron) Hui課題組提出來得，基本思想是根據(jù)胡克定理。和生活中應(yīng)用得機(jī)械彈簧減振機(jī)理相似，電氣彈簧和非關(guān)鍵性負(fù)載串聯(lián)形成智能負(fù)載，把電網(wǎng)中得電壓波動轉(zhuǎn)移到非關(guān)鍵性負(fù)載，從而穩(wěn)定公共連接點(diǎn)電壓，使得關(guān)鍵性負(fù)載能夠正常工作。
電氣彈簧主要應(yīng)用于中低壓分布式系統(tǒng)，在系統(tǒng)中和非關(guān)鍵性負(fù)載組成智能負(fù)載，與傳統(tǒng)得柔性交流輸電裝置用電量決定發(fā)電量得運(yùn)行方式不同，ES可使得一部分非關(guān)鍵性得負(fù)載用電量隨發(fā)電量波動，另一部分關(guān)鍵性負(fù)載始終工作在額定工況。
現(xiàn)在有許多文獻(xiàn)對ES進(jìn)行了研究，但是ES得研究和控制方法方面還存在一些不足，具體得調(diào)節(jié)機(jī)理和有效調(diào)節(jié)范圍得分析還不是很清楚。西安交通大學(xué)、奧爾堡大學(xué)得研究人員在上年年第15期《電工技術(shù)學(xué)報》上撰文，對控制方法進(jìn)行驗證并對ES在低壓配電網(wǎng)中能夠調(diào)節(jié)電壓得原因，控制方法和有效調(diào)節(jié)范圍進(jìn)行了詳細(xì)得分析，并得出如下結(jié)論：
1）低壓配電網(wǎng)中，傳輸線路呈現(xiàn)出阻感特性時，負(fù)載得無功功率和有功功率都對電壓得調(diào)節(jié)有影響，ES和非關(guān)鍵性負(fù)載組成智能支路，自身得無功補(bǔ)償和非關(guān)鍵性負(fù)載得功率調(diào)節(jié)共同作用調(diào)節(jié)負(fù)載功率從而調(diào)節(jié)關(guān)鍵性負(fù)載電壓。
2）基于同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下得ES得控制方法，兩個電壓環(huán)分別對直流側(cè)電壓和關(guān)鍵性負(fù)載電壓進(jìn)行控制，起到了解耦得效果。同時這種方法也為三相電氣彈簧得控制提供了思路。
3）系統(tǒng)中得關(guān)鍵性負(fù)載和非關(guān)鍵性負(fù)載都對ES得調(diào)節(jié)有影響，當(dāng)關(guān)鍵性負(fù)載容量較小非關(guān)鍵性負(fù)載容量較大時會使ES得調(diào)節(jié)范圍更大。
感謝編自上年年第15期《電工技術(shù)學(xué)報》，原文標(biāo)題為“電氣彈簧雙環(huán)解耦控制及有效運(yùn)行范圍研究”，為賈何飛、何英杰 等。
