基于混合储能系统的动态电压恢复器

针对电压暂降影响电能质量的问题,利用动态电压恢复器(DVR)在系统发生电压暂降时从储能装置汲取电能,通过逆变单元供给重要负荷。提出适当调节蓄电池与超级电容器的容量配比并设计两储能元件间的控制并联器,并将此混合储能系统应用于DVR装置中,有效地提高整套DVR的工作特性与经济性能比。采用DSP(TMS320LF2812)为中央处理器构建的检测系统,实时快速、精确地采集电网电压。通过将混合储能系统运用于DVR的仿真分析与实验样机研制结果证明,对于持续时间较长或次数频繁的电压暂降,混合储能系统能有效地提高DVR的整体工作性能,稳定重要负荷电压。     

基于超级电容储能系统的动态电压恢复器研究

在建立基于等效电路的超级电容器储能（SCES）系统的数学模型基础上,设计了一种超级电容器储能的动态电压恢复器（DVR）。该DVR以超级电容器为直流侧储能单元,采用非隔离型Buck-Boost双向DC／DC变换器进行双闭环功率前馈控制,采用双向电压源型DC／AC变换器进行解耦和前馈补偿控制。根据SCES的特性,确定了系统的基本运行原理,即当电源电压暂降时,通过调节DVR输出的有功功率和无功功率来维持负载电压幅值和相位的稳定。仿真实验结果验证了该DVR拓扑结构及其控制策略的正确性和有效性。     

基于超级电容储能的动态电压恢复器试验研究

为了避免电压暂降对敏感负荷造成不利影响,可采用基于超级电容储能的动态电压恢复器(DVR),超级电容储能兼具了电容与电池的优势。为了提高电压暂降补偿速度,提出了基于求导法的虚拟d,q轴闭环控制结合交流电压前馈的控制策略。为了验证控制策略的正确性,搭建了包含电网低电压发生设备、DVR和模拟负荷的电压暂降试验系统,基于该试验系统进行了跌落发生和补偿试验。试验结果表明基于超级电容储能的DVR能够实现快速电压补偿,验证了控制策略的正确性。     

基于超级电容储能的动态电压恢复器研究

针对微电网电压闪变问题,研究了基于超级电容器储能的新型动态电压恢复器(DVR)系统。通过引入超级电容器储能,有效的利用了超级电容器极高的充放电能力和电荷储存能力,使动态电压恢复器在补偿电压时能快速提供稳定的电压。此外,通过研究基于超级电容的动态电压恢复器的控制策略,采用前馈加反馈的双闭环控制,引入了电容电流反馈,提高了系统的动态响应速度和控制精度。由于直流电源放电功率的提高,动态电压恢复器适用于频繁出现电压跌落的微电网线路,并且对阻性负载和阻感性负载有较好的适应性。仿真结果验证了理论分析的有效性和正确性。     

基于超级电容器储能的电压暂降补偿分析

就动态电压恢复器和配电静止同步补偿器对电压暂降的补偿技术进行了详细的计算分析，分别通过注入最小电压和注入最小电流确定了装置的最小补偿容量，从而方便装置的设计和控制。同时分析表明，在考虑极端情况即没有超级电容器储能单元时，电压暂降的补偿并不总能实现，因此采用超级电容器作为储能单元的动态电压恢复器和配电静止同步补偿器在提高电能质量方面有重要作用。     

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.     

基于神经元自适应控制的动态电压恢复器研究

针对微电网并网系统中存在的电压跌落电能质量问题,研究了一种基于神经元自适应控制的蓄电池储能动态电压恢复器(DVR)。主要由蓄电池、逆变器、LC滤波器、变压器4个部分组成。其中,为了提升该DVR的控制性能,引入神经元自适应控制算法改进了外环电压PI调节器,实现了外环控制参数的自适应调节,从而得到新的双闭环控制策略。然后,结合空间电压矢量调制法最终实现控制。最后,在MATLAB/Simulink仿真软件中搭建了基于神经元自适应控制的蓄电池储能DVR的并网系统模型。试验结果表明,采用神经元自适应控制的蓄电池储能DVR能够补偿微电网的电压跌落,具有较强的动态响应能力和抗扰能力。     

动态电压恢复器试验方法研究

电压暂降是发生概率最高的电能质量问题,动态电压恢复器(DVR)是解决电压暂降最直接有效的方法之一。DVR装置拓扑、电压暂降检测方法和补偿策略等得到了广泛研究,而试验方法却鲜有提及。在此分析了DVR装置拓扑结构,指出针对配电系统DVR适用拓扑——无串联变压器三单相桥DVR,提出了一种DVR装置低成本的全工况模拟试验方法,通过仿真和试验测试,验证了此试验方法的有效性和实用性。     

级联多电平动态电压恢复器的研究与设计

动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)是解决电压暂升暂降的有效途径,保证用户侧敏感负荷的供电质量。文中研究了额定电压10 kV额定补偿容量1 MV·A的动态电压恢复器的系统设计及实验方案,针对系统主电路结构及拓扑、储能选择、滤波器设计、控制策略、工作模式等方面进行了详细的方案设计。对研制的DVR进行了补偿精度及谐波、跌落识别及响应时间测试等实验,结果表明该装置性能优越,响应速度快,补偿精度高,能有效提高供电质量。     

基于超导储能的动态电压恢复器的研究

为了给动态电压恢复器提供工作时所需能量,采用了直—直斩波电路将超导储能装置接于动态电压恢复器中。在分析了储能部分的电路构成后采用PI调节分别控制超导线圈的充、放电过程,其充电过程采用电流控制模式,放电过程采用电压控制模式从而有效地克服了外界干扰和参数变化等不利因素,充分发挥超导储能快速充放电和高能量密度转换的特性;基于dq变换检测控制动态电压恢复器的工作,并对系统在电压暂降情况下动态电压恢复器的工作状况进行了仿真分析。仿真结果表明这种基于超导储能的动态电压恢复器可迅速有效的补偿电压暂降,维持敏感负荷的电压恒定。     

An energy optimized control scheme for a transformerless DVR

The dynamic voltage restorer (DVR) is considered as the most effective and economic solution for voltage disturbances. This paper presents an energy optimized control scheme for a transformerless DVR. The DVR structure is based on a cascaded H-bridge multilevel inverter topology to eliminate the need of insertion transformers. The proposed control algorithm maintains a balanced load-side voltage even during the compensation of unbalanced disturbances with a minimum active power injection. Moreover, the proposed scheme maximizes the ride-though capability of the DVR during voltage sags. This feature is verified by using capacitors instead of dc sources as energy storage elements for the DVR. Furthermore, the proposed minimum energy scheme prevents the rise in the dc-side voltage of the inverter when compensating voltage swells. The performance of the proposed DVR system is evaluated for compensating different types of voltage disturbances. The results validate the robustness and the accuracy of the proposed system.     

低压配电网中单相动态电压恢复器与电力系统之间的能量流动

动态电压恢复器(DVR)工作时流经全部负载电流,其输出能量的大小则会影响储能单元充放电时间的长短。详细分析了同相位补偿、故障前补偿和最小能量补偿3种方式下DVR能量流动的规律。同相位补偿时,输出的电压最小,但在大多数时候可能输出的能量较大;故障前电压补偿方式下只要是电压发生暂降,必然需要向系统提供有功和无功才能满足控制的需求,这就对储能单元的功率输出提出了较高的要求;最小能量补偿方式下,指定补偿角的选取是关键。能量流动中有功功率的确定是配置储能单元额定储能量的前提,同时也是控制单元实现和执行补偿策略的理论依据。Matlab的仿真结果证明了以上结论。     

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。     

动态电压恢复器直流储能单元的数字电压控制

阐述了有源功率因数校正(active power factor correction，APFC)技术的工作原理，为消除动态电压恢复器(dynamic voltage restorer，DVR)直流储能单元充电过程中的谐波和无功电流，将APFC技术引入到DVR直流储能单元的电压控制中，提出了DVR直流储能单元的数字电压控制技术和电压、电流控制器的设计方法。仿真结果表明采用APFC技术能够主动消除DVR充电电流中的谐波和无功电流，提高储能单元的电压稳定性和动态响应性能。     

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。     

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。     

Voltage unbalanced compensation using dynamic voltage restorer based on supercapacitor

This paper presents the analysis and design of a three phase four wire Dynamic Voltage Restorer (DVR) based on supercapacitor as energy storage for power quality improvement in electrical distribution system. The proposed system comprises of a supercapacitor as energy storage, DC–DC converter, and the power circuit of the DVR. It involves the construction of the proposed DVR topologies consists of filtering scheme, isolation or distribution transformer, injection transformer and Voltage Source Inverter (VSI). The main aims of this paper covers design, modeling, construction and testing of a laboratory DVR prototype for a three phase four wire system. This system is capable to mitigate voltage disturbances at low voltage distribution system. The implementation of supercapacitor as an energy storage is to supply real power to the inverter during disturbances. The experimental results of the prototype were also illustrated. The controllers based on d–q–0 transformation technique and Proportional Integral (PI) was applied to the DVR. The proposed controller was then coded into a digital signal processor (DSP) TMS320F2812 board. The proposed system is verified through simulation and is implemented in a prototype, and the experimental results are compared.     

动态电压恢复器的能量控制研究

为解决传统的同相电压注入策略或缺损电压注入法,由于动态电压恢复器(DVR)注入电压有一定的分量与负载电流同相位,负载将从DVR汲取能量这一问题,针对三相三线制电路中对称故障采用基于瞬时无功功率理论的dq分解法实时检测获得电源侧电压参数,提出了最佳能量注入法,即旋转矢量以使DVR注入电压比电源电压矢量提前一个合适的角度,确保注入能量最小。对于不对称故障,以单相电源为参考电压构造一个虚拟的三相系统,在数学上转化为对称故障来处理。仿真结果验证了以上理论是正确和有效的。