基于混合儲能的配電系統(tǒng)電子電力變壓器研究.pdf

1、現(xiàn)代電力系統(tǒng)中，負荷種類和電源形式發(fā)生了深刻變化，用戶對電能質(zhì)量和供電可靠性的要求越來越高。電子電力變壓器作為一種新型的電能轉(zhuǎn)換設備，從功能上對變壓器進行了革新，能夠改善配電電能質(zhì)量。但是，電子電力變壓器不存在專門的能量存儲單元，無法對電網(wǎng)中的供電中斷和電壓跌落做出補償。而供電中斷和電壓跌落已經(jīng)被認為是影響許多電力設備安全、穩(wěn)定運行的最嚴重的動態(tài)電能質(zhì)量問題。因此，對應用儲能技術的電子電力變壓器進行研究，對提高供電可靠性，保證用電設備的

2、安全、穩(wěn)定運行有重要意義。
　　首先，對配電電子電力變壓器的拓撲結構和工作原理進行闡述，結合現(xiàn)代電力系統(tǒng)中出現(xiàn)的電能質(zhì)量問題，分析其在配電系統(tǒng)中應用的特點和對電能質(zhì)量的調(diào)節(jié)與控制能力，指出其無法應對供電中斷和電壓跌落的不足。在分析三相VSC(Voltage SourceConverter，電壓源變換器)數(shù)學模型的基礎上，建立了AC/DC/AC三級式電子電力變壓器的數(shù)學模型并針對每一級設計了控制策略，通過仿真驗證了各級的性能。

3、>　　然后，結合蓄電池和超級電容的特點，對兩種儲能設備采取優(yōu)勢互補，組成混合儲能系統(tǒng)應用到電子電力變壓器中，研究混合儲能系統(tǒng)對電壓中斷和電壓深度跌落的補償作用。針對在電子電力變壓器中的具體應用，詳細分析了混合儲能系統(tǒng)的工作模式，設計了混合儲能系統(tǒng)的能量管理策略。對于混合儲能系統(tǒng)中能量管理的關鍵—雙向直流變換器，詳細推導了其在Buck和Boost兩種模式下的數(shù)學模型，結合其不同的工作模式，對蓄電池和超級電容雙向直流變換器的控制器進行了設計

4、。
　　最后，在不同供電中斷和電壓跌落持續(xù)時間條件下，考慮負載對能量的需求，對儲能容量進行了設計。利用Simulink仿真軟件搭建基于蓄電池超級電容混合儲能的電子電力變壓器仿真模型，分別對穩(wěn)定運行、電網(wǎng)電壓中斷和電壓跌落三種工況進行仿真分析。結果表明所設計的電子電力變壓器具有良好的性能，作為配電應用，能夠滿足敏感負荷對高質(zhì)量電能的需要。通過對蓄電池和超級電容進行靈活控制，蓄電池的充放電過程得到了優(yōu)化。與無儲能環(huán)節(jié)的電子電力變壓器相