基于超级电容的动态电压恢复器

论文摘要

随着计算机技术和大功率电力电子技术的发展,电力系统中的电能质量敏感型负荷和电能污染型设备的矛盾日益突出,尤以电压凹陷的影响最大。用户电力技术的发展为配电领域的各种问题提供了很好的解决方案。其中,动态电压恢复器(DVR)是一种新型的串联补偿装置,通过向系统注入补偿电压,可以有效补偿电压凹陷、凸起和电压中断等动态电能质量问题,提高系统的供电质量。本文以基于超级电容储能的动态电压恢复器作为研究对象,通过理论分析、Matlab仿真和硬件试验,研究了电压凹陷检测方法、动态电压恢复器的补偿特性、宽范围电压变换方法以及储能型动态电压恢复器的参数设计和控制。实时准确的检测出电压凹陷是对其进行动态补偿的基础。本文提出了一种具有工程实用价值的电压检测方法——求导变换法,通过理论分析和仿真验证了该算法的实时性和精确性。为了突出储能元件对动态电压恢复器补偿效果的重要性,论文针对DVR有无储能环节进行了详细的理论分析和仿真对比,得出DVR应当采用储能元件以保证良好的补偿效果的结论。由于采用了储能元件,本文对储能元件与电力系统的接口问题也进行了探讨,提出了一种宽范围电压变换系统的结构,并进行了软件仿真和硬件试验。最后,本文提出了基于超级电容的储能型动态电压恢复器的主电路结构,重点对主电路的参数设计和系统控制进行了深入的研究,并通过大量的数字仿真,验证了所提出的检测方法和控制策略的有效性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 绪论
• 1.1 课题研究背景
• 1.2 国内外发展动态
• 1.3 本文的主要研究内容
• 2 动态电压恢复器的原理
• 2.1 电压凹陷
• 2.2 动态电压恢复器
• 2.3 本章小结
• 3 电压凹陷检测方法
• 3.1 常规检测方法
• 3.2 其他检测方法
• 3.3 求导变换法
• 3.4 本章小结
• 4 动态电压恢复器补偿特性分析
• 4.1 无储能动态电压恢复器补偿的局限性
• 4.2 储能型动态电压恢复器的补偿特性
• 4.3 动态电压补偿仿真对比
• 4.4 本章小结
• 5 宽范围电压变换方法
• 5.1 宽范围电压变换电路的结构
• 5.2 宽范围电压变换系统的运行方式
• 5.3 宽范围电压变换系统控制策略
• 5.4 MATLAB 仿真
• 5.5 样机试验
• 5.6 本章小结
• 6 基于超级电容的动态电压恢复器设计
• 6.1 基于超级电容的动态电压恢复器主电路
• 6.2 DC/DC 变换器
• 6.3 LC 滤波器
• 6.4 DC/AC 变换器
• 6.5 超级电容充电回路
• 6.6 本章小结
• 7 基于超级电容的动态电压恢复器仿真
• 7.1 负载适应性仿真
• 7.2 采用宽范围电压变换电路的DVR 仿真
• 7.3 超级电容充电仿真
• 7.4 本章小结
• 8 全文总结
• 8.1 本文的主要结论
• 8.2 未来工作展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录1 攻读硕士学位期间已发表或录用论文
• 附录2 攻读硕士学位期间参与的项目及申请的专利