基于遗传算法的动态电压恢复器不对称暂降补偿方法

电压暂降作为一种电能质量问题,由于不对称故障的存在,使处理不对称电压暂降变得复杂。电压暂降除了幅值减小外,还往往伴随着相角跳变,这样更增加了补偿难度。电压暂降发生幅值不对称和相角不对称,都对电子变流设备有着严重的影响,因此需要将负荷电压的幅值恢复到容忍范围,同时保持三相电网电压对称。由于动态电压恢复器(DVR)受最大注入电压限制,需要建立一种方法使DVR的各相注入电压得到有效控制。针对动态电压恢复器（DVR）补偿电压约束下,不对称故障电压补偿,采用遗传算法对其注入电压实施控制,并以算例说明该方法的有效性。     

150kVA/0.3MJ电流源型动态电压补偿装置

为保护110 kW负载不受瞬时电压跌落的影响,研制了一套150 kVA/0.3 MJ基于超导储能(SMES)的动态电压补偿(Dynamic Voltage Restorer,简称DVR)装置.该装置主要包括150 kVA的IGBT电流源型变流器、0.3 MJ NbTi超导储能磁体和2.5 mH三相移相电抗器.为了检验装置的补偿性能,在模拟电源电压三相对称跌落和单相跌落的情况下,以110 kW的三相电阻为负载进行了实验验证.实验结果表明,当电源发生对称或不对称瞬时电压跌落时,负载电压能够在一个工频周期(20 ms)内被补偿至额定值.     

动态电压恢复器电压补偿策略的研究

动态电压恢复器(DVR)在保证敏感负荷电压质量的同时与系统间存在能量交换,为了减少DVR的有功输出,提高DVR的补偿极限,文中针对不平衡电压跌落的特点,在考虑不同性质负荷对电压幅值和相移有一定容许范围的基础上,提出了新的最小能量补偿策略。通过对不对称三相电压相量的旋转和对称分量法来确定DVR的最优输出电压。仿真结果证明了该方法比其他电压控制方法更能有效地减少DVR的有功输出,加大了DVR的补偿范围。     

直驱永磁风力发电系统在不对称电网故障下的电压稳定控制

针对直驱永磁风力发电机组（D-PMSG）在不对称电网故障下,负序分量对直流母线电压会产生2倍频振荡的问题,提出利用单相电压延迟60°来构造三相对称电压,消除负序分量对直流母线电压的影响,对D-PMSG在不对称故障下电压跌落的控制策略展开了研究。网侧逆变器外环采用电压环稳定直流电压,控制变换器发出的有功功率,内环采用电流前馈控制,使电压矢量在dq轴间解耦,由外环控制得出的电流参考值来控制逆变器的电流,同时结合能量泄放回路解决D-PMSG在电网发生不对称故障下直流侧的功率拥堵。另外,对网侧动态电压恢复器DVR采用改进的最小能量法控制策略,为系统提供最大无功功率支持,有利于网侧电压恢复,从而保证系统的稳定运行。以河西电网的实时数据进行仿真,结果证明了所提控制策略的有效性。     

基于空向矢量脉宽调制的动态电压调节器

动态电压调节器(DVR)通过在系统与负载之间同步地串联注入可控幅值和相位的补偿电压,保护敏感负载免受电压凹陷的冲击.根据补偿电压矢量在α-β坐标系上的空间矢量分布,采用基于电压空间矢量脉冲宽度调制(VSVPWM)技术,直接计算补偿电压空间矢量在各个扇区的作用时间,控制电压源逆变器的开关电压,该控制计算简单、易于实现.通过MATLAB6.5仿真验证了该DVR的在线补偿能力.     

DVR和逆变式微电源配合补偿微电网中电压暂降问题的研究

对电压暂降原理和动态电压恢复器的补偿范围进行理论分析,提出利用PWM逆变式微电源配合DVR补偿微电网中电压暂降的策略.DVR储能容量的大小直接决定装置的成本,为在储能容量一定的前提下提高DVR的补偿能力,在补偿过程中让逆变式微电源相应多注入一些功率,分担DVR的有功注入,从而增大DVR的电压补偿范围.对发生电压暂降后DVR单独不能满足全相补偿的情况,采用PSCAD/EMTDC对逆变式微电源输入功率变化前后DVR的补偿能力进行仿真验证,结果表明通过增加PWM逆变式微电源的输出,能有效增大DVR的补偿能力,减轻暂降给负荷带来的影响.     

一种可持续补偿三相动态电压恢复器的研究

针对传统DVR不能补偿持续电压跌落的问题,提出了一种新的动态电压恢复器(DynamicVoltageRe storer简称DVR)结构,采用易于控制的整流电路,将能量从电源提供给DVR,从而实现电压跌落的持续补偿。基于该DVR结构,分析了整个电路的控制方法。实验和仿真结果表明,该DVR可有效地解决电网电压的许多质量问题,保证敏感负载的电压稳定,满足电力负荷对电网电压质量的要求。     

基于不对称级联型多电平逆变器的动态电压恢复器研究

提出了一种基于不对称级联型多电平逆变器(ACMI)的动态电压恢复器(DVR)及其控制策略。该DVR在结构上采用不对称级联型多电平逆变器,易于实现装置的大容量化;控制策略上先采用跌落前电压补偿法,然后平缓过渡到同相位电压补偿法,在这种控制策略下,系统电压发生幅值和相位跳变时,能够保证负载电压平滑无突变,减小了对相位突变敏感负荷的影响,补偿效果接近跌落前电压补偿法,而所需补偿的能量与同相位电压补偿法接近。Matlab仿真试验验证了该系统结构和控制策略的实用性、有效性。     

中频动态电压恢复器研究

针对机场直线加电系统电压稳定性较差的特点,提出采用动态电压恢复器(DVR)以稳定负载电压。首先对中频DVR应用在机场直线加电系统中的技术可行性进行了分析论证,提出了一种单向补偿的DVR设计方案,简化了系统的控制。其次对DVR的电路拓扑进行了分析比较,选取独立的单相全桥电路作为DVR的功率电路。建立了DVR的电路模型,对系统的电压控制策略进行了分析比较,选择负载电压有效值闭环控制作为中频DVR的控制方案。设计并制作了中频DVR样机,实验结果表明在电源电压跌落以及负载突变时DVR均可以稳定负载端电压。     

基于超导储能的动态电压补偿的研究

介绍一种基于超导储能(SMES)的动态电压补偿系统,该系统是一种电力电子控制装置,保证负载端的电压稳定。根据装置的结构特点和工作原理,提出基于SPWM的控制算法。该算法既能补偿三相对称电压凹陷,也能补偿单相电压凹陷。正常时针对三相不平衡,该算法也能严格控制负载侧的电压。样机实验结果验证了基于超导储能DVR的基本结构和控制方法的有效性。     

DVR的不平衡浪涌和过电压控制

讨论无串联隔离变压器的动态电压调节器(DVR)在不平衡电压浪涌或过电压情况下的补偿问题。使用不可控整流为直流侧电容充电的DVR,在补偿时只允许其向系统注入有功功率。在浪涌或过电压发生时,DVR可能发生从系统吸收有功功率的情况,如果仍然使用传统的同相或相位不变电压注入控制方法,将导致直流侧电容电压迅速升高,可能损坏开关器件或储能单元。利用最小能量补偿控制方法也不能完全解决该问题,因而提出一种单向功率流动控制算法。该算法通过将参考电压旋转一定的角度,使DVR无论在3相平衡与不平衡浪涌或过电压的情况下,都不从配电系统吸收有功,同时能将负荷电压补偿为3相平衡且达到正弦的额定值。该算法加入对DVR最大补偿极限的考虑,以确保注入补偿电压不超过DVR的补偿极限。文中对直流母线电压不可避免的泵升问题提出了缓冲控制策略。最后,仿真结果验证了算法的正确性及有效性。     

基于三相全桥逆变器的DVR单周控制策略研究

提出了一种基于三相全桥逆变器的三相四线系统动态电压调节器DVR(Dynamic Voltage Regulator)的单周控制策略,建立了单周控制模型。该模型采用2个积分器,分别完成在三相电压正半周和负半周的积分,积分器输出送到比较器与电源相电压采样值和参考信号的差比较,其输出决定了6个R-S触发器的状态,经驱动器实现对12个开关的控制。该模型可以对三相电源的骤变进行独立补偿。对所建立的模型就电压骤降和骤升、电源不对称以及对电源中含有谐波等情况进行了仿真验证。结果表明,该模型对电源电压有很好的补偿效果且对电源谐波有很好的抑制作用。     

动态电压恢复器的最优控制和最优滤波

提出基于最优控制和最优滤波的动态电压恢复器控制策略。该控制方法用Sage-Husa卡尔曼滤波器对动态电压的暂降进行检测,同时实现对三相电网电压的锁相功能。该算法实现了在谐波和不平衡条件下正序电压幅值和相位几乎无延时的检测。为加快系统动态响应速度,提出最优控制的策略;同时设计一个最优滤波器——降维卡尔曼滤波器进行电流状态量的观测。降维卡尔曼滤波器的使用不但节省了3个电流传感器,而且加快了控制的响应速度,从而显著提高了不平衡暂降的补偿能力。实验结果证明该文所提出的控制策略的有效性。     

动态电压恢复器控制策略研究

电压补偿策略是关系动态电压恢复器(DVR)有效工作的最重要策略。首先,简述了跌落前电压补偿法、同相电压补偿法、最小能量补偿法等几种补偿方法,然后用相量图的形式详细地分析了上述几种补偿方法的原理。分析表明跌落前电压补偿法能保证跌落前后负载电压的连续性,但输出电压的幅值和功率不受控制;同相电压补偿法输出电压幅值最小、计算简单,但输出电压相角有偏移、功率不受控制;最小能量补偿法能优化输出的功率,但输出电压幅值比较大、相角有偏移。在此基础上提出了一种确定DVR最佳补偿点的方法,结合上述3种方法的优点,在电压跌落的不同的具体情况下寻找最佳补偿点。采用该控制方法的DVR节约了DVR直流侧存储的能量,延长了电压补偿的时间,同时避免了系统侧电压上升时引起能量倒灌导致直流侧过电压的威胁。仿真试验验证了该方法的有效性。     

基于空间矢量PWM的DVR仿真研究

阐述了基于空间矢量PWM动态电压恢复器(DVR)控制技术的基本原理,提出用锁相环技术闭环控制负荷侧电压的方法,建立了三相电压源空间矢量PWM控制模型.通过Matlab/Simulink软件对220 V配电系统发生三相和单相电压凹陷进行了仿真,仿真结果验证了所提出方法在系统发生单相和三相电压凹陷进行补偿时的有效性.     

补偿约束下动态电压恢复器不对称电压暂降补偿方法

针对补偿电压注入约束下的不对称电压暂降补偿,提出一种新的动态电压恢复器补偿策略。首先以A相为参考相,以各相电压端点为圆心作补偿极限圆,通过旋转B、C相极限圆得到有效补偿域;然后根据有效补偿域与参考电压圆的交角来确定完全补偿弧;最后沿此弧旋转负荷电压,在弧内求取最小能量注入解。该方法简单直观,适用于补偿三相负荷完全对称时由各种故障类型引起的电压暂降。由于此方法无需先抵偿负序和零序分量,通过在有效补偿域内对源电压进行直接计算,最大故障范围内实现负荷电压的对称补偿,且求解过程无循环搜索,响应速度快,满足实际工程应用的需求。     

基于10kV配电网的电压暂降源的定位与识别

提出了一种基于10kV配电网的电压暂降源定位与识别的方法。利用有限的监测点采集的数据,根据电压暂降发生时系统中能量的流动变化,判定电压暂降源相对于监测点的位置;从三相电压是否平衡、暂降深度、有功功率变化和电压总谐波畸变率等方面研究了几种常见电压暂降源的特征;根据各类电压暂降源的特性以及仿真试验提取相应的特征量并设立判据,从而实现了对线路故障、感应电机启动和变压器投运引起的电压暂降的识别。     

基于p-q-r变换和数学形态滤波的电压暂降检测算法

针对适用于动态电压恢复器的电压暂降检测进行了分析研究,提出一种基于n-q-r变换和数学形态滤波的快速检测方法.利用单相电压构造三相系统,通过坐标变换将电压的基波分量转换成直流分量,通过数学形态滤波器对非直流量进行滤波,得到相应的暂降幅值和相位跳变.由于改进的方法中用参考电压代替了PLL环节,从而减少锁相过程中的延时以及...