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。     

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。     

基于有源式混合储能系统的动态电压恢复器

针对电压暂降问题,利用动态电压恢复器(DVR)从超级电容器蓄电池混合储能装置汲取电能补偿负载电压。介绍基于有源式混合储能系统的动态电压恢复器的等效电路,建立了蓄电池电容器并联的数学模型和控制系统,提高整套DVR的工作特性与经济性能比。对有源式混合储能系统用于DVR进行仿真分析,结果表明对于持续时间较长的电压暂降,有源式混合储能系统能有效维持敏感负荷的电压恒定。     

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。     

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。     

单相动态电压恢复器控制策略研究

长期以来电压暂降会引起用电设备的不正常工作,影响诊断、治疗、手术的进行,甚至会危及病人的生命。如果电压暂降发生在通信行业,会中断通信,给人们造成巨大的经济损失。为了解决微电网电压暂降和低电压的问题,动态电压恢复器(DVR)是串接于电网与负载之间用以实现快速补偿系统电压暂降的电力电子装置。基于一种新型单相半桥Ⅰ型三电平逆变器拓扑,对单相DVR的整流器与逆变器控制策略分别进行研究,利用比例积分(PI)控制器对逆变器电流内环和整流器电压外环进行反馈控制,利用准比例谐振(QPR)控制器对逆变器电压外环和整流器电流内环进行反馈控制,推导单极性正弦脉宽调制(SPWM)的发波原理。最后通过仿真验证了控制策略的可行性,通过搭建20 kVA的单相DVR实验样机,对其合理性和有效性进行了验证。     

补偿电压暂降的超级电容器储能系统控制研究

介绍了电压暂降的危害及其抑制措施,并在分析超级电容器储能系统对电压暂降的补偿原理的基础上,设计了该储能系统的控制系统及其参数。仿真结果表明,设计的控制系统能实时有效地控制电压、抑制电压暂降。     

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。     

基于SVPWM的动态电压恢复器的研究

动态电压恢复器(DVR)作为一种电力电子设备,是调节电网电压暂降的重要方法之一,通过向电网补偿适当的电压值,使负荷侧的电压恢复到跌落以前的正常值,维持负荷侧电压稳定,保证敏感负荷供电的连续性。本文在利用SVPWM技术控制DVR逆变单元三相电压源转换器进行直流/交流变换的同时,采用锁相环技术闭环控制负荷侧电压的方法。经过Matlab/Simulink软件进行的仿真和实验验证了所采用方法在对系统发生单相和三相电压暂降进行补偿时的有效性。     

动态电压恢复器的检测算法研究

动态电压恢复器(DVR)是补偿电压暂降最经济、最有效的装置。研究DVR 的检测算法是设计DVR最重要和最主要的任务之一。常见的检测算法有每相电压量导数算法、单相电压延迟60°构造三相电压dq 变换法、求导数法构造三相虚拟电压的dq 分解法和两点法。通过对各种检测算法的理论分析和在实际装置上的仿真波形研究, 确定两点法具有原理明确、实现方法简单、计算误差小等优点, 更适合作为工程用DVR 装置的检测算法。     

一种基于超级电容的变频器电压暂降治理装置

研究了一种基于超级电容的变频器电压暂降治理装置,基于超级电容储能和双向DC/DC变换器直接作用于变频器的直流母线,保障了变频器在电压暂降期间能够正常运行,双向DC/DC变换器实现了储能充放电复用,提高了装置效率与功率密度。同时,提出了一种能量状态机控制方法,基于直流母线电压、连锁保护、储能电荷量的状态变化,仅通过直流电压检测和阈值设置即可完成能量分配控制和可靠运行,保证了装置响应的快速性。研制了一台100 kW电压暂降治理装置样机并搭建试验平台完成试验验证,试验结果表明,装置具备良好的稳态与动态特性,电压暂降治理效果显著,保障了变频器的连续运行。     

改进型动态电压恢复器的最小能量法

针对传统最小能量控制策略的不足,提出一种改进型DVR拓扑结构,并对基于此拓扑结构的最小能量控制策略的电压、电流等相量关系进行了公式推导;提出了一种无相位跳变的最小能量控制策略;通过对负荷电压电流的检测,利用改进型最小能量控制策略和电压电流双环控制,实现电压幅值和相位的补偿。建立Matlab仿真模型,在四种不同情况下对改进型最小能量控制策略的有效性进行验证;同时与传统最小能量控制策略进行对比分析。仿真结果表明该拓扑结构结合最小能量控制策略的有效性。     

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。     

级联多电平动态电压恢复器的仿真与试验研究

以我国基于级联多电平结构、无串联注入变压器、中压等级的2MVA动态电压恢复器(Dynamic Voltage Restorer,DVR)的示范工程为研究背景,提出并分析了系统的设计方案。基于EMTDC/PSCAD进行了大量数字仿真,结果验证了系统设计方案、控制算法的正确性及有效性。通过对所研制的2kVA六单元级联拓扑物理样机的模拟试验,验证了底层控制策略的正确性。     

微电网动态电压恢复器控制补偿策略研究

针对微电网中由于光伏、风力条件的不确定性,输出的电压跌落频率较高的问题,为减少对设备的损坏,保证电压的输出质量,作为保护的动态电压恢复器(DVR),采用负载电压外环、电容电流内环的双闭环控制,可提高输出电压的精度、系统阻尼性能以及负载适应能力。在补偿策略上,在不同情况下分别采用全相补偿和最小能量补偿法,以最终达到最满意的补偿效果。在理论分析基础上,通过Matlab仿真对上述方法进行验证,结果验证了该方法的可行性和有效性。     

基于电容谐波电流抑制的动态电压恢复器控制方法

针对传统双环反馈控制方法在补偿非线性负载电压跌落时存在补偿精度不高和含有谐波的不足之处,在详细分析了非线性负载对动态电压恢复器补偿特性影响的基础上,提出了一种基于电容谐波电流抑制的新型控制方法。在检测出谐波电流后,通过控制动态电压恢复器产生反向谐波电流来抑制电容电流中的谐波成分,进而消除非线性负载对动态电压恢复器的不利影响。仿真和实验结果验证了所提方法能有效解决非线性负载的电压跌落问题。     

基于飞轮储能的动态电压恢复器补偿策略的研究

针对目前无储能装置动态电压恢复器(DVR)的不足,研究了基于飞轮储能的新型DVR系统。文中介绍了系统的拓扑结构和工作原理;结合飞轮储能装置的特点对补偿策略进行了分析比较,指出综合补偿策略在考虑注入补偿电压能力的同时,优化了DVR与电网的能量交换过程,延长了有效补偿时间;为了克服以往综合补偿策略在求解相量角α时计算量大和不考虑能量倒灌的缺点,通过对输出有功功率-相量角(PDVR-α)曲线和视在功率-相量角(SDVR-α)曲线的分析,提出了一种新型的α求解方法;仿真结果验证了理论分析的有效性和正确性。