超級(jí)電容器儲(chǔ)能控制系統(tǒng)的研究.doc

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1、超級(jí)電容器儲(chǔ)能控制系統(tǒng)的研究摘要隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步，人民生活水平的不斷提高，無論是工業(yè)、農(nóng)業(yè)，還是商業(yè)，以及人民的日常生活都對(duì)電能質(zhì)量提出了越來越高的要求。于是，各種各樣的電網(wǎng)補(bǔ)償元件出現(xiàn)在實(shí)際生產(chǎn)中。由于具有良好的性能，儲(chǔ)能元件越來越受到人們的關(guān)注。本文中對(duì)超級(jí)電容器的儲(chǔ)能控制技術(shù)系統(tǒng)了研究。超級(jí)電容器是一種新型的儲(chǔ)能元件，具有儲(chǔ)電能力強(qiáng)，功率密度高的優(yōu)點(diǎn)，可以快速充放電，而且壽命長，充電反復(fù)次數(shù)高，是高效實(shí)用的儲(chǔ)能元件。文中首先對(duì)超級(jí)電容器出現(xiàn)的背景進(jìn)行了說明，并且介紹了超級(jí)電容器的結(jié)構(gòu)和原理，并對(duì)簡(jiǎn)

2、單的儲(chǔ)能控制技術(shù)進(jìn)行研究。然后，本文在上文理論基礎(chǔ)上建立了簡(jiǎn)單的超級(jí)電容器儲(chǔ)能控制系統(tǒng)，研究設(shè)計(jì)了其中各個(gè)模塊的構(gòu)成和作用。最后，利用MATLAB對(duì)該系統(tǒng)的作用進(jìn)行仿真，得出結(jié)論。結(jié)果表明：超級(jí)電容器儲(chǔ)能控制系統(tǒng)能夠很好的提高和改善電網(wǎng)電能質(zhì)量。關(guān)鍵詞：電能質(zhì)量；超級(jí)電容器；儲(chǔ)能控制系統(tǒng)；仿真目錄1緒論１1.1問題的提出１1.2電壓質(zhì)量及其重要性１1.2.1電壓干擾的方面２1.2.2電壓質(zhì)量問題的重要性４1.3引起電壓干擾的原因與解決辦法４1.3.1引起電壓干擾的原因５1.3.2解決電壓質(zhì)量波動(dòng)的措施５1.4儲(chǔ)能設(shè)備

3、的發(fā)展現(xiàn)狀５1.5本章小結(jié)６2超級(jí)電容器簡(jiǎn)介７2.1超級(jí)電容器的產(chǎn)生背景７2.2超級(jí)電容器的原理及分類７2.3超級(jí)電容器的特點(diǎn)８2.4超級(jí)電容器的應(yīng)用８2.5本章小結(jié)９3超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制技術(shù)１１3.1超級(jí)電容器的等效電路模型１１3.2超級(jí)電容器儲(chǔ)能系統(tǒng)基本理論１１3.3超級(jí)電容器儲(chǔ)能控制系統(tǒng)主電路１２3.4整流單元的選擇１２3.5逆變器的選擇與控制１４3.5.1逆變器的選擇１４3.5.2逆變器的控制方法１６3.6DSP控制系統(tǒng)１７3.7abc-dq0坐標(biāo)變換１８3.8本章小結(jié)１９4SPWM控制技術(shù)２０4.

4、1PWM控制技術(shù)２０4.2SPWM調(diào)制方法２０4.3采樣型SPWM法２２4.3.1自然采樣法２２4.3.2規(guī)則采樣法２３4.4SPWM波形的實(shí)現(xiàn)２５4.4.1模擬調(diào)制方法２５4.4.2SPWM芯片控制２５4.5本章小結(jié)２６5超級(jí)電容控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)２７5.1超級(jí)電容器控制系統(tǒng)的主電路構(gòu)成２７5.2功率主電路的設(shè)計(jì)２７5.3DSP控制電路和抗干擾設(shè)計(jì)２８5.3.1DSP控制電路的設(shè)計(jì)理論２８5.3.2TMS320C5410芯片的基本介紹２８5.3.3DSP控制電路設(shè)計(jì)３２5.3.4驅(qū)動(dòng)電路設(shè)計(jì)３６5.3.5DSP控制系統(tǒng)

5、的抗干擾設(shè)計(jì)３７5.4PI控制器設(shè)計(jì)３８5.4.1PI控制器原理３８5.4.2PI調(diào)節(jié)器的參數(shù)整定３９5.5本章小結(jié)４０6超級(jí)電容器控制系統(tǒng)仿真４１6.1仿真模型的建立４１6.1.1濾波器的設(shè)計(jì)４１6.1.2PI控制器設(shè)計(jì)４１6.2仿真數(shù)據(jù)４２6.3結(jié)果分析４３6.4本章小結(jié)４３7結(jié)論４４1緒論1.1問題的提出隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展和人民物質(zhì)文化生活水平的不斷提高，社會(huì)和人民生活對(duì)電力需求越來越大，這極大地促進(jìn)了電力事業(yè)的發(fā)展，使電網(wǎng)不斷擴(kuò)大，與此同時(shí)，用戶對(duì)供電質(zhì)量和供電可靠性的要求越來越高，甚至連電源的瞬時(shí)中斷也不能

6、接受，任何微小的電力問題都會(huì)對(duì)社會(huì)造成無法估計(jì)的損失。與此同時(shí)，信息產(chǎn)業(yè)和新技術(shù)產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展以及傳統(tǒng)行業(yè)采用計(jì)算機(jī)管理及新的控制技術(shù)的應(yīng)用，使得電網(wǎng)中對(duì)電能質(zhì)量敏感的負(fù)荷所占比重越來越大，這就意味著信息社會(huì)不僅依賴于電力供應(yīng)，而且更需要新的特殊性的電力供應(yīng)。電能作為商品，電能質(zhì)量自然就成為其重要的特征參數(shù)，成為電力市場(chǎng)中的一個(gè)重要元素。IEEE給出電能質(zhì)量問題的一般解釋為：在供電過程中導(dǎo)致電氣設(shè)備出現(xiàn)誤操作或故障損壞的任何異?，F(xiàn)象。電能質(zhì)量包括電壓質(zhì)量、電流質(zhì)量、供電質(zhì)量和用電質(zhì)量，涉及到電壓、頻率、波形和三相平衡

7、等方面的用電可靠性、連續(xù)性、可操作性等方面。針對(duì)電能質(zhì)量問題，各國都在開展改善電能質(zhì)量這方面的研究。美國電力科學(xué)研究院的N.H.Hingorani博士于1988年率先提出了“用戶電力”（CustomPower）的概念，在配電網(wǎng)中，利用“用戶電力”技術(shù)將配電系統(tǒng)改造成無瞬間停電、無電壓閃變、無不對(duì)稱現(xiàn)象和無諧波的實(shí)時(shí)控制的柔性化配電網(wǎng)，即利用各種電力電子控制器來提高配電網(wǎng)供電可靠性及電能質(zhì)量。為了這一目標(biāo)，美國西屋電氣公司、德國西門子公司、日本三菱電氣公司、瑞典ABB公司等各大電力設(shè)備制造廠都制造出相應(yīng)的產(chǎn)品。在美國、

8、歐洲以及東南亞的新加坡，已經(jīng)有多種類型的裝置投入了實(shí)際運(yùn)行。與此相較，我國在這一方面還處于起步階段，部分院校與研究機(jī)構(gòu)正在進(jìn)行著一些有益的嘗試，并取得了一定的成果。配電電能質(zhì)量分析與控制模擬實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的應(yīng)用與推廣可使電力用戶提高工作效率和產(chǎn)品質(zhì)量，降低生產(chǎn)成本；對(duì)供電企業(yè)來講，可減少在將來電力市場(chǎng)條件下的停電補(bǔ)償，電力按質(zhì)論價(jià)，增加售電收益，樹立