超级电容储能DVR：动态电压恢复的创新解决方案

本文主要探讨的是基于超级电容器储能系统的动态电压恢复器(DVR)的研究。首先，文章指出随着电力需求的增长和电能质量标准的提高，电压暂降成为了电能质量问题中的一个重要关注点。传统的补偿装置如D-STATCOM和DVR虽然能够补偿无功功率，但在提供有功功率补偿方面存在局限性。 超级电容器作为一种新兴的储能技术，因其高功率密度、快速响应、长寿命和环保等特点，逐渐被应用于需要大功率短期充放电的场景，特别是在改善电网电压稳定性方面。本文提出了一种创新的DVR设计，它利用超级电容器作为直流侧储能单元，通过非隔离型Buck-Boost双向DC/DC变换器进行双闭环功率前馈控制，并结合双向电压源型DC/AC变换器进行解耦和前馈补偿，以实现对电压暂降的有效抑制。 DVR的核心工作原理是在电网电压暂降时，通过调节DVR的输出有功功率和无功功率，确保负载电压幅值和相位的稳定性。具体来说，当电网电压Us下降时，DVR会通过变压器串联在电路中，产生补偿电压UDVR，抵消电压暂降的影响，公式（1）和（2）展示了这种关系。同时，通过控制策略的优化，如设置适当的幅角关系（公式3），确保了DVR的补偿效果。 作者还构建了基于等效电路的超级电容储能系统模型，对双向DC/DC变换器和双向DC/AC变换器的控制策略进行了深入研究。通过仿真实验，验证了所提DVR拓扑结构的合理性和控制策略的有效性。这表明，超级电容储能DVR不仅能够有效补偿电压暂降，而且在技术上具有较高的可行性和实用性，对于提升电力系统的电能质量具有重要意义。