基于超級電容儲能技術的動態(tài)電壓恢復器的設計與研究.pdf

1、電網(wǎng)電壓瞬時跌落是電力系統(tǒng)中危害最大、出現(xiàn)概率最高的動態(tài)電能質量問題，必須采取措施進行治理。動態(tài)電壓恢復器(Dynamic Voltage Restorer，DVR)被認為是目前解決電壓瞬時跌落最有效的途徑，該裝置串聯(lián)在供電系統(tǒng)與負載之間，可以對電網(wǎng)電壓進行動態(tài)補償。超級電容器作為新型儲能器件，其具有高能量密度，快速充放電，壽命長，無污染等特點。因此采用超級電容儲能的新型動態(tài)電壓恢復器抑制電壓瞬時跌落的前景十分光明。
　　本文針對

2、電網(wǎng)電壓瞬時跌落，設計了一款基于超級電容儲能的主旁路式小型動態(tài)電壓恢復器;提出了一種快速檢測電壓瞬時跌落新方法;并且圍繞超級電容充放電技術進行了相關深入研究，提出了變流恒壓快速充電方法，以及多段式恒壓放電方法，本文具體研究內容主要包括:
　　(1)針對動態(tài)電能質量問題中電壓瞬時跌落時電壓特征量改變問題進行了詳細研究，并且分析了動態(tài)電壓恢復器的主要工作原理及超級電容器充放電原理及等效模型。
　　(2)采用主旁兩路供電新思路設計

3、了一種基于超級電容儲能的新型動態(tài)電壓恢復器，并完成了該裝置的硬件設計及軟件設計。硬件設計包括新型超級電容均壓充放電電路，半橋式DC-DC變換器電路、全橋逆變電路、采樣調理電路、主控單元電路等等;軟件設計包括主程序編寫，AD、定時器中斷程序編寫，保護程序編寫等等;并進行了制板、焊接，成功制作出一臺樣機，其最大電壓恢復時間可達3s。
　　(3)提出了一種新型檢測電壓瞬時跌落方法——基于單相電壓αβ-dq變換連續(xù)求導的檢測算法，并對該方

4、法進行了理論分析、仿真驗證，該算法實時性好，可以快速準確判斷出電網(wǎng)發(fā)生跌落;同時本文結合數(shù)字采樣技術對算法中“過沖響應”所帶來噪聲提出了累加優(yōu)化處理方法，該處理方法工程實用性強，上機試驗效果明顯。
　　(4)針對超級電容充放電特性及常用的充放電方式，本文結合雙向DC-DC變換器提出了超級電容能量流動控制策略，并采用小信號建模方法制定出精確的雙閉環(huán)控制策略方法，通過自動控制理論中校正原理詳細計算出控制器的PI參數(shù);該方法實現(xiàn)了超級電