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。     

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。     

一种补偿电网电压凹陷的DVR优化补偿策略

针对电网中敏感负荷引起的电压凹陷问题,以及提高动态电压恢复器(DVR)的补偿质量,提出了一种优化的综合补偿策略。首先,详细分析了DVR三种基本控制策略的补偿电压与功率流动,推导出最大跌落支持时间;然后,提出了一种跌落前补偿向最小能量补偿过渡的优化综合补偿策略,利用一次过渡曲线将跌落前补偿的电压幅值与相角逐渐过渡到最小能量补偿的值,物理意义明确,减小电压相位跳变的同时增加补偿时间。算例分析结果表明,该法较单一补偿方法显著增加了DVR的补偿时间。仿真结果验证了该方法的有效性。     

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。     

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。     

基于综合能量最优补偿的动态电压恢复器

为实现动态电压恢复器(DVR)对暂降电压幅值和相位补偿的同时,减少能量的损耗,延长补偿时间,最大程度减小暂降电压对负载的影响,文中提出了一种综合能量最优补偿策略。通过分析综合能量最优补偿过程,得出补偿相量图和解析式,并讨论了该策略的极限补偿问题。分析补偿电压幅值、输出有功与相关物理量之间的数学关系式和关联曲线,得出最优补偿条件。通过MATLAB/Simulink进行仿真实验,分析了不同程度的电压暂降补偿效果,仿真结果验证了所提补偿策略的有效性。     

级联型多电平动态电压恢复器直流侧电压控制方法

针对级联型多电平无串联注入变压器拓扑结构的动态电压恢复器(DVR),详细定量分析DVR的稳态工作特性.分析表明调节补偿电压相角,可以实现稳定直流电容电压.提出通过调节DVR注入电压相角实现快速补偿电网电压跌落的同时保持直流侧电压稳定的担制策略.该控制策略在最小能量补偿模式的基础上,将比例积分控制引入到注入电压生成方法中,DVR从电网吸收或发出有功功率,储能电容随之充电或放电以使电压恢复到额定值.为了减小直流电容间的电压偏差,进而提出采用闭环PI控制解决级联型多电平逆变器工作时H桥单元之间的电容电压均衡问题的方法.仿真结果验证了理论分析的正确性和所设计方法的可行性.     

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。     

动态电压恢复器的改进最小能量控制

动态电压恢复器(DVR)被用来补偿电压凹陷,它的补偿能力主要决定于最大电压注入能力和存储的能量。为了使DVR的有功输出PDVR最小化,同时减轻对负荷的扰动,文中采用了负荷端电压相量角α按恒定步长△α缓慢变化的控制策略,根据对电压凹陷期间DVR装置的PDVR-α曲线的分析,提出了通过判断特定量的符号决定补偿方向的DVR的改进最小能量补偿控制方式,比直接求最优α角的计算量小,并且分析了考虑DVR注入电压限值的改进最小能量控制。仿真结果证明了该方法比传统控制方式更能有效地减少DVR的有功输出,比直接计算最优α角的最小能量控制方式在凹陷开始和结束的暂态过程中使负荷端电压的变化更加平稳,对敏感负荷造成的扰动更小。     

动态电压恢复器的补偿策略研究与仿真分析

该文对基于级联逆变器的动态电压恢复器（DVR）进行了电压跌落补偿策略研究,通过不同跌落程度下的补偿策略分析,推导出DVR补偿时注入有功和负荷功率因数之间的关系。功率因数越低,DVR补偿时消耗的能量越小,越容易实现纯无功补偿。据此,该文对DVR接入系统的拓扑结构加以改进,在负荷端并联一个可调电抗器,电压跌落补偿时投入使用,暂时降低负荷功率因数,以保证DVR在补偿时消耗能量最小。仿真结果表明,暂时降低负荷功率因数的最小能量补偿策略可以有效降低DVR补偿时注入的能量,扩大纯无功补偿的电压跌落范围,延长补偿时间。     

基于PSB/Matlab的动态电压恢复器仿真模型的研究

通过对动态电压恢复器（DVR）的仿真模型分析,介绍了DVR的工作原理和相关的控制策略,并在PSB/Matlab下建立DVR和PWM控制器的模型,对电压跌落情况下的DVR电压补偿过程进行仿真。仿真结果验证了DVR的动态特性和对系统电压跌落的补偿效果。     

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。     

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.