电容耦合型动态电压恢复器参数建模与控制

为合理选择电容耦合型动态电压恢复器(DVR)中的主要元件,建立了DVR元件参数的计算模型。利用等效电路和相量图,通过分析DVR工作原理,按照电压源换流器输出电流最小原则,提出换流器开关元件、耦合电容和滤波电感的选择计算方法,并研究了一种以补偿电压为内环、以负荷电压控制目标为外环的DVR同相补偿控制系统结构。对DVR元件参数选择计算与控制方法进行电路仿真,并搭建DVR实验样机,实验结果表明采用本文控制策略的DVR对电压暂降具有较高的静态补偿准确度和快速的动态响应。     

一种具有双级LC滤波电路的动态电压调节器

提出具有双级LC滤波电路的动态电压恢复器(DVR),以解决采用单级滤波器时输出电压易受负荷谐波电流影响的问题,同时更好地滤除高频开关谐波,减小电感与电容容量。首先建立了采用双级LC滤波电路的DVR的数学模型,根据Routh稳定判据分析了系统的稳定性,并给出了控制系统参数的设计方法,进行了采用双级和单级LC滤波器DVR响应特性的比较。通过仿真和实验验证了所提出的具有双级LC滤波电路的DVR能更加有效地提高输出电压的质量,抑制负载谐波电流对DVR系统的影响。     

功率因数与电压跌落深度双影响因子下中压H桥链式动态电压恢复器的滤波器优化设计

中压H桥链式动态电压恢复器(DVR)是一种串联接入中压配电网的电压闪变抑制装置,其输出侧滤波器参数的优化匹配,是关乎装置性能与成本的关键问题。系统分析了中压H桥链式DVR输出侧滤波器的设计需求,详细推导了滤波器参数取值的边界约束条件。同时,针对功率因数和电压跌落深度对滤波器元件取值的影响开展研究,提出一种综合权衡双影响因子的滤波器参数优化设计方法,并用之求解出10 k V/2 MW工业样机的最佳匹配参数,且在Matlab/Simulink中给予了相关仿真证明。最后,样机在10 k V工况下的良好静态、动态实验结果进一步验证了所提方法的有效性。     

考虑阻尼电阻影响的动态电压调节器线路侧滤波器的设计

滤波器是动态电压调节器(DVR)工程设计中的重要组成部分,不合理的滤波器结构、参数设计会影响DVR对输出谐波的抑制效果,且会增大逆变器额定容量,文中建立了包含电容支路串联阻尼电阻影响的DVR线路侧滤波器的数学模型,分析了谐波抑制机理,推导了求解滤波器参数的解析表达式.仿真计算结果验证了该设计方法的有效性.     

低压动态电压恢复器2种滤波器结构的比较与分析

动态电压恢复器(DVR)是一种重要的电压跌落补偿装置,根据LC滤波器中滤波电容接入位置的不同,将DVR分为输出滤波型和电容负载并联型,2类DVR的性能及其对电网的影响是不同的。对2类DVR控制系统进行了分析和设计,并在此基础上深入研究了电网阻抗对2类DVR的稳定性和系统性能的影响,比较了应用这2类DVR对电网造成的干扰并针对电容负载并联型DVR提出了抑制该干扰的方法。     

基于最小有功注入策略的级联逆变器动态电压恢复器

基于最小有功注入策略.对使用电容储能的级联逆变器动态电压恢复器(DVR)补偿电压跌落新方法进行了研究.选取负载电流相量为参考相量对DVR进行相量图分析.使各物理量之间的关系更清晰,便于定量求解.定量分析了DVR的补偿能力和负荷功率因数的函数关系,据此得到了4种不同功率因数下DVR注入有功功率和补偿电压跌落的曲线.设计了优化DVR注入有功功率的控制方式.特别考虑了DVR注入电压达到最高限额的补偿情况.仿真结果表明在保证最小电容储能的情况下,最小有功功率注入策略级联逆变器降低了DVR装置与电力系统交换的有功功率以及直流侧电容的容量,可以处理更长时间和更严重的电压跌落.     

中压区域补偿型动态电压调节器设计

对适用于10kV配电网区域电压跌落治理的动态电压恢复器进行了设计,给出了基于级联H桥的主电路、取电装置、无变压器耦合电路的设计方法,并针对中性点不接地配网系统中电压跌落的特点,提出了一种仅需补偿电压跌落相电压即可恢复负载侧线电压的参考值计算方法。最后,基于PSCAD搭建了仿真模型,分析了不同故障类型下动态电压调节器(DVR)的补偿效果以及取电装置对系统的影响,通过实验验证了DVR硬件设计与参考电压计算方法的正确性和有效性。     

动态电压恢复器双闭环控制策略的研究

动态电压恢复器(Dynamic Voltage Restorer,简称DVR)是一种基于逆变电压源型串联类电力电子补偿装置,是目前解决电压跌落问题最经济、有效的手段之一.研究表明,目前采用的负荷电压反馈控制技术,由于滤波器的存在,造成稳定裕度不够和输出电压的阻尼太低,暂态品质一般.介绍了一种新型双闭环控制器,它采用负荷电压外环和滤波器电容电流内环的双闭环控制策略,可使系统的阻尼比和自振荡频率大幅度增加,从而大大改善了DVR装置的动态性能.仿真和实验结果验证了该双闭环控制策略的有效性.     

动态电压恢复器补偿策略的研究

能有效解决暂态电能质量中的电压跌落问题,而动态电压恢复器(DVR)的补偿策略决定了电压补偿的效果.介绍了DVR现有的补偿策略.通过计算分析,对其进行了优化.优化后的补偿策略兼顾了DVR的功率输出和补偿跌落电压的效果.仿真结果验证了该补偿策略能实现DVR的优化补偿.     

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。     

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。     

无功补偿电容器组的并联谐振分析

当系统中存在谐波源时,无功补偿电容器组与系统电路会在某次谐波频率下发生并联谐振。本文分析了谐振次数与电容器组容量、母线短路容量以及母线电压上升值之间的数学关系。并联电容器组与电抗器串联具有滤波功能,同时也会与系统发生并联谐振。还分析了滤波次数和发生谐振次数的数学关系。     

无功补偿电容器组的并联谐振分析

当系统中存在谐波源时,无功补偿电容器组与系统电路会在某次谐波频率下发生并联谐振。本文分析了谐振次数与电容器组容量、母线短路容量以及母线电压上升值之间的数学关系。并联电容器组与电抗器串联具有滤波功能,同时也会与系统发生并联谐振。还分析了滤波次数和发生谐振次数的数学关系。     

级联动态电压恢复器的研究

配电系统电压跌落时,动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)可以维持敏感负荷侧的电压稳定。文中介绍了级联动态电压恢复器(interline dynamic voltage restorer,IDVR)的结构,该IDVR把不同馈线上2个或2个以上的DVR通过1个直流电容连接起来,当其中一个DVR补偿电压跌落时,另一个DVR对直流电容充电。文中还分析比较了DVR的补偿策略,指出基于最小能量补偿法的IDVR系统可持续补偿较严重的电压跌落,并将负荷电压外环、滤波器电容电流内环的双闭环控制方法应用到IDVR系统中,提高了IDVR系统的阻尼比。仿真实验验证了该IDVR系统的正确性和有效性。     

基于母线电压微分前馈的直流微电网并网变换器控制策略

为解决直流微电网惯性低、抗扰动能力差的问题,提出基于母线电压微分前馈的直流微电网并网变换器电流控制策略。以三相半桥并网变换器为研究对象,根据不等式约束条件建立直流母线电压与电感电流线性控制关系,将母线电压变化率与原接网电感的稳态电流值相结合,作为电感电流的控制指令值。为降低扰动下母线电压跌落,利用能量与功率关系设计虚拟电容并将其引入母线电压控制环,实现在不增加实际电容的情况下提高直流微电网的抗扰动能力。同时,给出了加入虚拟电容后直流微电网的稳定性分析。仿真和实验验证了所提控制策略的可行性。     

基于激磁涌流抑制的动态电压调节器控制策略

为解决动态电压调节器(DVR)研制中的一类关键问题--耦合变压器激磁涌流问题,对DVR的控制策略进行了研究.首先分析了滤波环节位于DVR装置侧时,已有激磁涌流抑制方法将在滤波电容中产生瞬态过电流的问题;继而讨论了传统双闭环控制策略中恒定比例系数无法满足瞬态、稳态双重需求的局限性;据此提出了闭环比例系数由瞬态向稳态衰减过渡的新型变参数控制策略.该策略在避免了激磁涌流的基础上,限制了逆变器与滤波电容间的瞬态过流,优化了逆变器和变压器的工作状态,增强了DVR的补偿效果.最后,利用仿真实验对该策略的实用性和有效性进行了验证.     

具有串联有源滤波功能的中压 动态电压恢复器设计

提出利用中压动态电压恢复器装置实现串联谐波补偿功能的方法,以简化动态电压恢复器主电路结构,并提高其利用效率。首先对比分析了动态电压恢复器与串联谐波补偿器主电路结构的关联性和差异性,在分析两者主电路参数设计原则和方法的基础上,提出了同时满足实现两种功能要求的LC滤波器的参数设计方法。通过采用PR控制实现动态电压补偿功能,采用PI控制实现串联谐波补偿功能,利用Bode图分析了两种工作状态下的传递函数特性。最后通过物理实验验证了所提方案的可行性和有效性。     

基于LCL滤波DVR补偿变压器漏抗的确定

针对动态电压恢复器（DVR）补偿变压器漏抗的选取尚无相应的国家标准,提出了将变压器的漏电感和桥臂侧的LC滤波组成LCL滤波器。根据LCL滤波器的设计要求,来确定变压器的漏抗及阻抗压降的方法,并结合DVR的特点分析了LCL滤波器各参数的选取原则。根据上述方法对容量为30 kVA的DVR进行电压跌落补偿仿真和实验,补偿后的电网电压谐波畸变率小于5%,证明了该方法满足性能指标。     

一种电容式调压脉冲功率电源设计和工作分析

为了设计研制一种电容式调压脉冲功率电源并分析其工作特性,采用双向晶闸管调压、升压整流和限流的充电方式,以及先粗调后细调的策略向电压给定单边逼近以实现快速高精度充电。分析了3种感性负载的放电脉冲工作形式:弦波脉冲电流配合电容反充能量回馈,可用于重复频率要求较高的场合;续流波电流的有效脉宽较宽,可用于要求放电高频分量相对较小的场合;交流衰减波电流可用于永磁体的退磁等应用中。放电电流峰值由负载电感和电阻值共同决定,减小电感能大幅度提高输出功率,但受放电晶闸管的指标di/dt的制约电感有最小值。电容反充电压能量回馈是提高脉冲功率电源效率和增加电源重复频率最有效的手段。给出了评价和使用该类电源技术指标的计算方法,除了最高工作电压、最大储能之外,可根据负载给出最大输出功率、输出峰值电流、最大电压重复频率等技术指标,并可在给出的曲线上选取匹配的工作参数。     

动态电压恢复装置中滤波器的设计

针对动态电压恢复器 (DVR)结构特点与工作过程 ,进行了低通滤波器电路拓扑结构、参数及材料的设计。运用频谱特性分析法、阻抗匹配法进行了滤波器的理论分析与设计。采用MATLAB中的simulink组建的DVR模拟系统对滤波效果进行了仿真分析。最后将设计的滤波器接入实际电路进行实验研究。在克服了由于铁芯饱和引起的铁磁谐振问题后 ,实现了运行可靠、符合标准的滤波器