【摘要】：近些年來人們越來越關(guān)注綠色能源和生態(tài)環(huán)境,能夠整合太陽能、生物能、風(fēng)能等多種可再生能源發(fā)電的微電網(wǎng)應(yīng)運(yùn)而生,它可以節(jié)約投資、降低能源消耗、提高能源效率、滿足日漸增長的電力需求。但是,微電網(wǎng)條件下出現(xiàn)的瞬時(shí)停電、電壓跌落等問題會嚴(yán)重影響供電系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。同時(shí)在微網(wǎng)中還存在著由于大量非線性負(fù)載的應(yīng)用而產(chǎn)生的諧波和無功電流等危害。因此,本文提出了一種應(yīng)用超級電容器作為儲能元件的有源電力濾波器(APF),該裝置在治理諧波和無功電流的同時(shí),還能解決短時(shí)停電、電壓暫降等問題,可以綜合改善微網(wǎng)的電能質(zhì)量。本文首先介紹了超級電容器的基本特征、儲能機(jī)理和理想模型以及超級電容儲能系統(tǒng)的構(gòu)成。其次建立了超級電容儲能式APF的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),闡述了其工作原理。然后利用基于瞬時(shí)無功功率理論的ip-iq法來檢測諧波和無功電流；在諧波控制方面,通過比較各種方法的優(yōu)缺點(diǎn)選取了滯環(huán)比較控制方式對諧波電流進(jìn)行跟蹤控制,并對采用ip-iq檢測法和滯環(huán)比較控制技術(shù)的APF進(jìn)行了仿真研究。此外,論文還對微網(wǎng)中電壓跌落的檢測方法和補(bǔ)償過程進(jìn)行了分析與仿真。最后,設(shè)計(jì)了以TMS320F2812高速數(shù)字信號處理器和CPLD為控制核心的APF樣機(jī)以及超級電容儲能系統(tǒng),詳細(xì)地介紹了其軟硬件構(gòu)成,并進(jìn)行了初步的實(shí)驗(yàn)研究。結(jié)果表明,該裝置能夠有效地解決諧波和電壓波動等電能質(zhì)量問題。
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圖片說明：圖２．１雙電層電容器結(jié)構(gòu)國逡逑Ｆｉｇ．邋２．１邋Ｔｈｅ邋ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｅｌｅｃｔｒｉｃ邋ｄｏｕｂｌｅ邋ｌａｙｅｒ邋ｃａｐａｃｋｏｒｓ逡逑
[Abstract]:In recent years, people pay more and more attention to green energy and ecological environment. Microgrid, which can integrate solar energy, biological energy, wind energy and other renewable energy to generate electricity, emerges as the times require. It can save investment, reduce energy consumption, improve energy efficiency and meet the growing demand for electricity. However, the instantaneous power outage and voltage drop under the condition of microgrid will seriously affect the reliable operation of the power supply system. At the same time, there are still harmonics and reactive current caused by the application of a large number of nonlinear loads in the microgrid. Therefore, an active power filter (APF),) using supercapacitor as energy storage element is proposed in this paper, which can not only control harmonics and reactive current, but also solve the problems of short-term power outage and voltage sag, and can comprehensively improve the power quality of microgrid. In this paper, the basic characteristics, energy storage mechanism and ideal model of supercapacitors and the composition of supercapacitor energy storage system are introduced at first. Secondly, the topological structure of supercapacitor energy storage APF is established, and its working principle is expounded. Then the ip-iq method based on instantaneous reactive power theory is used to detect harmonics and reactive current. In the aspect of harmonic control, the hysteretic comparative control method is selected to track and control the harmonic current by comparing the advantages and disadvantages of various methods, and the APF using ip-iq detection method and hysteretic comparative control technology is simulated. In addition, the detection method and compensation process of voltage sag in microgrid are analyzed and simulated. Finally, a prototype of APF and a supercapacitor energy storage system based on TMS320F2812 high-speed digital signal processor and CPLD are designed. The hardware and software of the prototype are introduced in detail, and the preliminary experimental research is carried out. The results show that the device can effectively solve the power quality problems such as harmonics and voltage fluctuations.
【學(xué)位授予單位】：遼寧工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM53;TM761

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2511874