基于简化p-q-r理论的统一电能质量调节器控制策略

阐述了p-q-r瞬时功率理论的原理，提出一种特殊情况下的简化p-q-r理论，基于这一理论，提出一种统一电能质量调节器(unified power quality conditioner, UPQC)的综合控制策略，此策略综合了通常的直接控制策略和间接控制策略的特点。重点介绍了补偿电流及补偿电压的计算方法，详细分析了控制策略的原理，推导出p-q-r坐标下的相关运算公式，给出了在该坐标轴上的详细控制框图。仿真结果显示，将采用这种控制策略的UPQC用于补偿三相四线非线性及不平衡系统，可以实现对负载谐波、无功及中线电流较好的补偿，使负载获得额定端电压，同时提高电源侧功率因数，表明这种控制策略是可行、有效的。     

传统瞬时功率理论与p-q-r功率理论的一致性

分析比较了传统瞬时无功功率理论与p-q-r功率理论。两者是在不同的坐标系下定义各自的瞬时功率量,两者功率定义都认为瞬时电流与电压同方向的是有功电流,与电压方向垂直的是无功电流。通过理论分析及仿真可知两种方法的补偿效果是完全一致的。p-q-r理论比传统功率理论多了两次坐标变换,计算量比较大,在检测效果相同的情况下,运用传统无功理论进行谐波检测可以有效减小计算量。     

用于有源电力滤波器谐波和无功电流检测的一种改进同步参考坐标法

根据通用瞬时功率理论,提出了一种电源电压矢量同步参考坐标变换的有源滤波器无功和谐波电流检测方法.该方法通过对电源电压矢量的同步旋转跟踪,实现对谐波和无功电流的检测,省去了锁相环及三角函数计算,计算方法简单.仿真和实验结果证实了采用本检测方法得到的补偿电流具有很好的补偿性能,而且既可适用于三相对称正弦电源系统,也可适用于不对称非正弦电源系统.     

基于谐振控制器带谐波补偿功能的DVR

由于电网中电压凹陷发生的时间不多,动态电压恢复器(DVR)通常都处于备用状态。为了提高动态电压恢复器的效率,提出了静止坐标下的谐振控制器,避开复杂的坐标变换方法简单地检测出指定次数的谐波。应用这种静止坐标下的谐振控制器对指定次数的谐波电压进行闭环控制,使DVR具备补偿谐波电压的功能,而对基本DVR的电压凹陷补偿性能的影响很小。还提出了应用δ算子实现谐振控制的途径,提高了DVR的效率。通过M ATLAB仿真表明该方法可以消除指定次数谐波的绝大部分。     

一种带谐波补偿功能的DVR

提出了静止坐标下的谐振控制器,避开复杂的坐标变换方法,简单地检测出指定次数的谐波。应用这种静止坐标下的谐振控制器对指定次数的谐波电压进行闭环控制,简单的加到动态电压恢复器DVR(DynamicVoltageRestorer)系统中以达到谐波电压补偿功能,而对基本DVR的电压凹陷补偿性能的影响很小,提高了DVR的效率。分析谐振控制器的幅频和相频特性,指出在加入DVR控制系统中进行谐波补偿时不会引起有功功率的流动,对直流侧的能量影响较小。通过Matlab仿真确定了这种方法可以消除绝大部分指定次数的谐波。     

一种单相电压凹陷检测方法及其DSP实现

动态电压恢复器（DVR）是目前解决供电电压凹陷问题的有效装置,对电压凹陷特征量的准确检测是DVR正常运行的前提。本文基于同步坐标变换及软件锁相环（SPLL）,提出了一种单相电压凹陷检测方法。该方法可以实现对单相电压凹陷幅值、起止时刻和相位跳变等特征量的动态检测。计算机仿真和DSP硬件实验表明,该方法适用于单相DVR的电压凹陷实时检测．     

一种动态无功电流补偿装置研究分析

模块化电路结构是应用于UPS、大功率电源、高压直流输电等的新型换流器拓扑。本文研究了基于模块化电压源换流器的静止同步补偿器,分析其电路结构和工作原理,经过对单相无功补偿系统的分析,研究了一种动态无功电流检测算法,直接采样电压和电流瞬时值,依据三角变换推导出无功电流的动态幅值,同时给出了系统直流侧和交流侧的控制方法,在完成理论分析的基础上进行了仿真试验。结果表明,模块化STATCOM具有输出波形好、动态无功电流补偿速度快的优点。     

电力系统中电压暂降的检测方法

在介绍电压暂降基本概念、原因及危害的基础上,详细分析了电压暂降的主要检测方法和特点,提出不同场合应选取不同方法。其中,基于无功功率理论的d q0变换方法在目前动态电压恢复器装置中比较常用;新的单相d-q坐标变换检测方法实时性不够好;改进的电压暂降检测方法在对暂降幅值和相位跳变进行检测时扰动很小,实时性高。最后提出采用DVR装置补偿。     

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.     

基于PWM开关变压器的动态电压恢复器研究

提出了一种基于PWM开关变压器的单相在线式动态电压恢复器(DVR),PWM开关变压器由交流斩波器及串联变压器组成,该DVR可补偿电压凸起和凹陷,无需直流储能环节和锁相环,且具有相位自动跟踪能力。采用新的控制策略及电压检测方法,使系统能够快速识别电压凸起和凹陷并做出相应补偿。系统可工作在降压状态,可应用于节能场合,并设有旁路开关,提高了供电可靠性。设计了10 kW实验样机,实验结果表明此处所提出的DVR具有较好的动态响应、补偿及运行性能。     

An optimized compensation strategy ofDVR for micro-grid voltage sag

Introduction: This paper uses a dynamic voltage restorer (DVR) to improve the voltage quality from voltage sags. It is difficult to satisfy various of compensation quality and time of the voltage sag by using single compensation method. Furthermore, high-power consumption of the phase jump compensation increases the size and cost of a dynamic voltage restorer (DVR). Methods & Results: In order to improve the compensating efficiency of DVR, an optimized compensation strategy is proposed for voltage sag of micro-grid caused by interconnection and sensitive loads. The proposed compensation strategy increases the supporting time for long voltage sags. Discussion: Firstly, the power flow and the maximum compensation time of DVR are analyzed using three basic compensation strategies. Then, the phase jump is corrected by pre-sag compensation. And a quadratic transition curve, which involves the injected voltage phases of pre-sag strategy and minimum energy strategy, is used to transform pre-sag compensation to minimum energy compensation of DVR. Conclusions: The transition utilizes the storage system to reduce the rate of discharge. As a result, the proposed strategy increases the supporting time for long voltage sags. The analytical study shows that the presented method significantly increases compensation time of DVR. The simulation results performed by MATLAB/SIMULINK also confirm the effectiveness of the proposed method.     

An optimized compensation strategy of DVR for micro-grid voltage sag

Owing to various characteristics of the voltage sag, it is difficult to satisfy requirements of compensation quality and time by using single compensation method. Furthermore, high-power consumption of the phase jump compensation increases the size and cost of a dynamic voltage restorer (DVR). In order to improve the compensating efficiency of DVR, an optimized compensation strategy is proposed for voltage sag of micro-grid caused by interconnection and sensitive loads. Firstly, the power flow and the maximum compensation time of DVR are analyzed using three basic compensation strategies. Then, the phase jump is corrected by pre-sag compensation. And, a quadratic transition curve, which involves the injected voltage phases of pre-sag strategy and minimum energy strategy, is used to transform pre-sag compensation to minimum energy compensation of DVR. The transition utilizes the storage system to reduce the rate of discharge. As a result, the proposed strategy increases the supporting time for long voltage sags. The analytical study shows that the presented method significantly increases compensation time of DVR. The simulation results performed by MATLAB/SIMULINK also confirm the effectiveness of the proposed method.     

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...     

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。     

一种新的电压骤降特征量检测方法

对于可有效解决电压骤降问题的动态电压恢复器(DVR)来说,准确检测出电压骤降的三大特征量即骤降幅值、持续时间和可能同时出现的相位跳变是其关键所在。文中分析研究了目前DVR中常用的基于瞬时无功功率理论的dq0变换方法和用于单相电路的瞬时电压dq0变换方法,在此基础上提出了一种新的通过对单相瞬时电压进行dq变换得到单相电压骤降的特征量的检测算法。仿真分析验证了这种方法的正确性,分析结果表明这种方法具有很好的实时性,适合DVR的实时检测需要。     

基于dq变换的动态电压恢复器综合求导检测算法

针对动态电压恢复器（DVR）中电压暂降的检测问题,在分析已有dq变换检测算法的基础上提出基于dq变换的综合求导检测算法。该算法适用于单相系统电压暂降的检测,也可用于三相电压暂降的识别;能够同时消除由单相系统构造虚拟三相系统时产生的时延和分离dq坐标系下的直流分量时产生的时延,并且考虑了发生电压暂降过程中可能伴随的谐波的影响。仿真分析结果表明该算法检测精度较高,实时性好,适合DVR检测的需要。     

基于双dq变换软件锁相的动态电压恢复器研究

动态电压恢复器是一种新型的电能质量调节装置,它能有效地抑制电网电压波动对敏感负载的影响。针对在电网畸变以及不对称跌落的情况下,动态电压恢复器需要准确地捕获基波电压正序相位。采用了一种双dq变换软件锁相环(DDSRF-PLL),不仅能够快速有效地检测电网电压在对称、不对称、不对称且畸变情况下正序基波电压的相位,为动态电压恢复器提供准确的锁相角,同时也具备较好的动态性能,使动态电压恢复器获得较好的补偿结果。在Matlab/Simulink中建立了带超级电容的动态电压恢复器的仿真模型,仿真结果验证了双dq变换软件锁相在动态电压恢复器的有效性和可行性。     

电力系统谐波检测的p-q-r法及其局限性

指出了韩国学者Hyosung Kim提出的p-q-r法在电力系统谐波检测中的局限性,详细讨论了在电压有畸变的情况下用p-q-r法检测三相谐波电流的问题.从p-q-r法的基本理论出发,通过理论分析证明了在电压有畸变的情况下,p-q-r法不能准确地检测出系统的谐波电流.仿真实验表明,当电压畸变较小时,采用p-q-r法进行电流谐波检测,其误差可以忽略,当电压畸变较大时,检测误差较大,不能忽略.     

三相电压不对称时VSC-HVDC系统的控制策略

在三相电压不对称的情况下,电压源换流器(Voltage Source Converter,VSC)的传输功率会发生波动,从而影响高压直流系统的稳定运行.作者根据瞬时功率理论推导出了消除VSC传输功率波动需要满足的正、负序输出电压间的关系式.并通过坐标变换简化了VSC的功率传输方程,还采用不对称触发策略设计了VSC的传输功率控制系统.仿真结果表明,所设计的三相电压不对称条件下的控制系统具有良好的控制品质,有效地消除了有功功率的波动,并实现了有功、无功功率的独立调节.