带补偿分量的时变卡尔曼滤波的电压凹陷检测方法

针对电压凹陷的实时检测问题，提出了带补偿分量的时变卡尔曼滤波。将电压凹陷信号分解为稳态分量与补偿分量，建立带补偿分量的卡尔曼滤波模型；电压稳态期退出补偿分量，电压凹陷期投入补偿分量，检测的补偿分量直接作为动态电压恢复器(dynamic voltage restorer，DVR)的指令值。结合ab/dq变换给出电压凹陷有效值和相位跳变。应用滤波残差法检测电压突变，并提出锁定延迟法克服补偿分量频繁投入与退出。仿真结果表明，该方法比普通卡尔曼滤波、虚拟三相dq变换方法具有更快的响应速度，满足DVR的实时性要求。     

三相电压跌落检测新方法

为实现三相电压跌落的快速精确检测,提出含稳态分量和补偿分量的解耦检测方法。首先运用瞬时对称分量法在坐标系中推导出基波电压正序、负序分量的解耦检测模型;然后根据该解耦模型构建含稳态分量和补偿分量的离散卡尔曼滤波器,采用数学形态滤波器和网格分形方法定位电压突变发生和恢复时刻,并重置卡尔曼滤波器参数以加快检测动态响应速度;最后将提出的检测方法用于各种电压故障情形下的检测和动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)补偿仿真中。仿真结果表明,所提方法的检测动作时间为2~3个采样周期,与传统dq变换法相比,其动态响应速度快一个数量级,证明了所提解耦检测方法在响应速度、稳态精度方面具有优越性。     

具有谐波补偿功能的动态电压恢复器控制策略

为使动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)可以补偿稳态负载电压谐波,同时保证其动态响应特性,提出一种双闭环比例积分(proportional integral,PI)控制和多重比例谐振(proportional resonant,PR)控制并联运行的单相空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation , SVPWM)复合控制策略.将SVPWM技术应用到DVR的H桥逆变单元,在引入单相坐标旋转变换的基础上分析了单相SVPWM的基本原理并给出了其实现方法.单相基波同步坐标系下双闭环PI控制保证了DVR对电压暂降的补偿效果,增加了对指定次谐波补偿的电压环多重PR控制,以代替多重同步旋转坐标下的PI 控制,实现了对指定次谐波电压的无静差补偿.理论分析和实验结果验证了提出的控制策略的有效性和可行性.     

具有谐波补偿功能的动态电压恢复器控制策略

为使动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)可以补偿稳态负载电压谐波,同时保证其动态响应特性,提出一种双闭环比例积分(proportional integral,PI)控制和多重比例谐振(proportional resonant,PR)控制并联运行的单相空间矢量脉宽调制(space vector pulse width modulation,SVPWM)复合控制策略。将SVPWM技术应用到DVR的H桥逆变单元,在引入单相坐标旋转变换的基础上分析了单相SVPWM的基本原理并给出了其实现方法。单相基波同步坐标系下双闭环PI控制保证了DVR对电压暂降的补偿效果,增加了对指定次谐波补偿的电压环多重PR控制,以代替多重同步旋转坐标下的PI控制,实现了对指定次谐波电压的无静差补偿。理论分析和实验结果验证了提出的控制策略的有效性和可行性。     

考虑补偿策略的动态电压恢复器补偿量检测方法

电压补偿量的检测是影响动态电压恢复器(DVR)实时性和补偿精度的关键环节。为了进一步提高DVR的补偿性能,针对用户对补偿策略选取的不同,通过引入目标电压函数,提出改进d-q变换法对电压补偿量进行检测。该方法考虑到电压相位跳变、衰减直流分量、谐波和三相不对称等复杂情况的存在,可以对系统电压跌落的起止时刻、跌落幅值和相位跳变角实时检测,并结合补偿策略直接检测出需要的电压补偿量。通过仿真分析对所提方法的正确性及应用于DVR中的有效性进行了验证。     

电压源型换流器稳态等值电路模型

为了计算分析含电压源型换流器(VSC)的电网,基于VSC序分量动态相量谐波分析模型和Thevenin定理,采用电流控制电压源对VSC进行等效,得出了VSC的稳态等值电路。首先,在序分量动态相量谐波分析模型下解析分析VSC稳态运行特性和交直流侧相互作用关系,列写交直流电压电流的代数方程;其次,在代数方程化简的基础上,建立了VSC交流侧基波正序稳态等值电路模型和基波负序与3次谐波正序的联立等值电路模型;最后,利用Thevenin定理,分别建立了不对称下基波负序稳态等值电路模型与3次谐波正序稳态等值电路模型。与仿真计算比较表明,通过电流控制电压源形式构建的Thevenin等效电路能够在稳态条件下等效基波正序分量、基波负序分量和3次谐波正序分量在VSC交直流侧的相互作用,可有效简化VSC的非线性特性与复杂的运行特性,为含VSC电网的稳态潮流计算和谐波潮流计算奠定基础。     

任意负载条件下动态电压恢复器的复合谐振控制策略

针对传统比例-积分(proportional-integral,PI)反馈控制器应用于动态电压恢复器时存在稳态误差较大、负载适应性差、难以对非线性负载进行电压补偿等问题,提出一种任意负载条件下的动态电压恢复器(dynamic voltage restorer, DVR)控制策略。该控制策略利用谐振控制实现对负载的无静差电压补偿,结合前馈控制来提高系统的动态响应速度。针对非线性负载在DVR串接电容上产生的谐波电压问题,引入一种电容谐波电压的抑制方法,该方法实时检测电容谐针对传统比例-积分(proportional-integral,PI)反馈控制器应用于动态电压恢复器时存在稳态误差较大、负载适应性差、难以对非线性负载进行电压补偿等问题,提出一种任意负载条件下的动态电压恢复器(dynamic voltage restorer, DVR)控制策略。该控制策略利用谐振控制实现对负载的无静差电压补偿,结合前馈控制来提高系统的动态响应速度。针对非线性负载在DVR串接电容上产生的谐波电压问题,引入一种电容谐波电压的抑制方法,该方法实时检测电容谐波电压所对应的谐波电流成分并控制DVR产生反向的谐波电流,间接消除了DVR输出电压中的谐波成分,显著提高了动态电压恢复器对任意负载特别是对非线性负载的电压补偿能力。实验验证了所提控制策略的有效性。     

基于在线预测的新型dq0变换DVR检测算法

针对目前常用的动态电压恢复器(DVR)检测算法难以满足DVR实时性的要求,提出一种基于在线预测的新型dq0变换检测方法.利用在线检测所得的当前时刻前数个采样点信息来还原当前时刻的基波信息,有效避免了通常dq0算法中延时较大的数字滤波器环节.将谐波补偿量与基渡补偿量相加之和作为DVR输出的补偿参考波信号,保证了负荷侧电压保持稳定.仿真分析验证了该方法的正确性,实验结果表明该算法可在1 ms内检测到电压扰动,并输出补偿参考电压信号,整个DVR系统能在3 ms内输出补偿电压信号,满足了DVR实时补偿的需要.与采用数学变换结合低通滤波检测算法相比,该算法具有实现容易、运算速度快等优点.     

基于功率平衡的PWM整流器不平衡控制策略

为抑制三相电压型PWM整流器的直流输出电压谐波,根据功率平衡原理,提出了一种基于正负序控制器的不平衡控制策略.该策略由瞬时功率相等的原则,推导出输入电流正负序分量指令值,构建正负序两个控制器分别对电流正负序分量进行调节,采用普通的前馈解耦和PI控制器就可获得良好的控制性能.仿真结果表明提出的控制策略能够很好地抑制直流输出电压谐波.     

无锁相环的电压跌落快速检测方法

动态电压恢复器(DVR)是有效解决电压跌落问题的一种电力电子装置。为获得精确的电压补偿信号,快速准确的电压跌落检测是DVR控制的重要前提。分析了现有电压跌落检测方法,并因电网谐波畸变不同按电压跌落深度、跌落相位、相位跳变、谐波等综合因素,提出了无谐波电网以电压dq分量一阶导数之和检测基波电压幅值的方法,对含谐波电网提出半周期实时计算dq分量平均值的方法,其取样窗口宽度固定不变,采样时刻自动变化,实时计算电网电压基波幅值。通过不同条件下的仿真和物理实验,对所提方法进行了验证。在不同电压跌落深度、跌落相位、相位跳变、谐波畸变等综合情况下,基波幅值检测波动小,检测时间短,精确稳定,易于实现,无复杂运算;此方法不需要锁相环、低通滤波器、查表计算,实时性强;对于含谐波畸变电网,可满足快速检测要求,具有较好的动态响应。