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超级电容储能的电压暂降治理装置的研究和开发

尹虎臣  
【摘要】:电能是最便利、最清洁、利用最广泛的能源,但是电网中存在的电能质量问题却严重危害着电力设备的使用。电压暂降是电力系统中危害最大的电能质量问题之一,必须采取积极、有效的措施对其进行治理。本文针对受电压暂降影响较大的敏感负荷常常具备整流设备这一特点,提出了一种基于储能装置通过双向DC-DC电路充放电的方式来补偿敏感负荷直流母线电压,从而达到抑制电压暂降的目的。而超级电容器作为一种电力储能元件,具有高功率密度和能量密度,以其便于扩容、使用寿命长等优势,被认为是一种非常有前途的抑制电压暂降的储能手段。本文确定双向DC-DC的拓扑结构,完成了主电路的器件选型;通过对超级电容数学模型的研究,完成了超级电容阵列的优化设计;对双向DC-DC的PWM控制方式进行分析,选择独立PWM控制方式;依据超级电容充放电的特性,对超级电容实施恒流充电、电压外环电流内环的分时放电控制,并进行了仿真计算。实际实验的结果也验证上述方法可以在电压暂降发生时能够很好地支撑负荷直流母线电压并将其维持在工作范围以内,达到有效抑制电压暂降的目的。


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