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7 结论
随着国民经济的发展和科学技术的进步,现代社会是以信息技术为先导的知识经济时代,这就要求电力供应具有高可靠性,高动态恒定特性,控制灵活,应用方便等特点.但随着国民经济的快速发展,电力系统污染现象也日益严重,电能质量也随之提出了新的问题.一方面,用电负荷日趋复杂化和多样化,如半导体整流和逆变装置以及变频调速装置等电力电子设备的应用,这些具有非线性,谐波丰富,冲击性和不平衡特征的负荷会影响到供电电网,给电能质量提出了新的问题.另一方面,用户对供电可靠性的要求越来越高,众多基于计算机,微处理器控制的精密电子和电力电子装置在电力系统大量使用,对供电质量的敏感程度越来越高,尤其对供电系统的暂态性能,也提出了要求。
信息社会对电能质量问题提出了新的挑战,高科技企业对电能质量有了新的要求。因此,电能质量的内涵也发生了较大的改变.对于如电子控制器,芯片生产线,PLC,精密机械工具,微型电机,计算机装置等等设备对电力供应的质量提出了更全面的要求,尤其是其暂态性能方面的要求.敏感的信息用电设备对于甚至是几个周波的供电中断或电压跌落都会受到影响.近年来,随着供电可靠性的不断提高人们逐渐将对传统的如供电中断,电压长时间偏高或偏低等老的供电质量问题的注意力,转向新的动态电能质量问题,如电压质量、电流质量、供电质量和用电质量问题。而其中最为重要和核心的就是电压质量的问题,它主要包括:电压偏移、电压跌落和瞬时供电中断、电压的三相不平衡以及电压的波动与闪变等.这些都是近年来随着社会信息化的日益广泛而逐渐暴露出来的新电能质量问题形式。 在如今社会对于提高电能质量的方法,使用电力电子补偿元件越来越受到人们的重视,而储能系统则是其中的热点方向。如今的储能系统包括:超导储能、蓄电池储能、飞轮储能和超级电容器储能等几个主要方面。其中,超级电容器储能系统作为一种新型的储能器件,具有功率密度高、充电时间短、使用寿命长、操作简单、可反复充电等优点。
超级电容器储能系统对于解决电网动态电能质量问题有显著效果。本设计是将超级电容器与电网并联,将电网系统内电压进行整流,并在超级电容器内存储。当发生电压跌落或瞬时断电等情况时,超级电容器内电能通过逆变器转化为三相交流电压,输入电网供电。本系统可以有效地抑制电网电压的波动,可以对负载进行短时供电,对于提高电网的供电能力和供电可靠性有非常大的提高。
本文内容主要有: 第一章介绍了电能质量这一概念的提出背景,以及电能质量的关键问题—电压质量,并分析了电压波动的几个表现方面,以及引起这些问题的原因和集中解决方式,并且引出储能器件。
第二章介绍了超级电容的产生背景、原理以及特点和前景,本文主要介绍的是双电层的碳基极电容器,并对电容器的内部结构和原理做了讲解。
第三章主要介绍了超级电容器储能及控制系统的几个基本框架。首先,说明了超级电容器的等效电路模型,用最简单的RC电路表示。下面,描述了超级电容器储能系统的基本原理及主电路框架。最后介绍了整流器、逆变器和控制部分的基本结构。
第四章详细介绍了控制系统的SPWM技术,并对正弦波脉宽调制的详细方法做了分析和介绍。
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第五章对超级电容储能和控制系统的主电路做了介绍,并对主电路中的功率主电路和PI控制电路设计做了一定介绍。
第六章是使用MATLAB对超级电容器储能与控制系统做了分析,对仿真结果进行分析,得出超级电容器优良的调控性能结论。
虽然,在目前超级电容器的技术还并不成熟,且成本过高,给超级电容器的普及使用造成了一定程度的阻碍。但是,我认为,随着科技的进步和人们对于超级电容器的进一步认识,具有非常大潜力的超级电容器一定会在未来拥有非常多的应用。