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。     

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.     

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。     

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。     

三单相型DVR的分析方法和补偿策略

采用基于暂降前负荷电压的相量图法研究了三单相型动态电压恢复器(DVR)的补偿策略.详细分析了补偿电压和能量回馈限制下的补偿范围,给出了完全补偿策略和最小能量补偿策略的实现方法,所述方法易于实现不平衡电压暂降且负荷不平衡时的补偿.对2种补偿策略进行了对比,其中最小能量补偿可以延长补偿时间,完全补偿控制适用于敏感负荷.通过...     

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。     

实现动态电压恢复器可靠与经济运行的方法

直流电容器上所存储的能量大小直接决定了动态电压恢复器(DVR)对电压跌落补偿的能力。提出了一种新颖的多DVR共用直流电容的方法,共用电容可以在补偿电压跌落的同时进行能量的补充,省去了为给电容补充能量而专门配制的整流设备,节约了DVR成本。对DVR控制电压跌落的策略进行了分析,结果表明在使用最小能量补偿法时,这种方法能可靠补偿线路深度、长时间的电压跌落。仿真表明了结果的正确性。     

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。     

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的研究

针对动态电压恢复器(DVR)的电压补偿策略, 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, 并在此基础上提出了1 种确定动态电压恢复器最佳补偿点的方法。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。最后用仿真试验的方式验证了该方法的有效性。     

考虑补偿策略的动态电压恢复器补偿量检测方法

电压补偿量的检测是影响动态电压恢复器(DVR)实时性和补偿精度的关键环节。为了进一步提高DVR的补偿性能,针对用户对补偿策略选取的不同,通过引入目标电压函数,提出改进d-q变换法对电压补偿量进行检测。该方法考虑到电压相位跳变、衰减直流分量、谐波和三相不对称等复杂情况的存在,可以对系统电压跌落的起止时刻、跌落幅值和相位跳变角实时检测,并结合补偿策略直接检测出需要的电压补偿量。通过仿真分析对所提方法的正确性及应用于DVR中的有效性进行了验证。     

动态电压恢复器主电路拓扑和控制算法的研究

为了改善动态电压恢复器(DVR)的性能从而进一步提高其补偿电压跌落能力,根据国内外DVR的研究动态,对目前应用的DVR主电路拓扑结构、检测策略及电压补偿控制策略做了深入的比较分析,提出了级联多电平DVR。该DVR与传统结构相比,明显提高了各方面的性能,有效解决了实际应用中使用串联变压器作为电压注入方式带来的问题和不足。改进后的"abc-dq"变换算法具有准确、快速的特点,且考虑了系统的补偿策略,能量稳定控制策略综合了其它几种控制策略的优点同时避免了各自的缺点,优化了DVR与系统的能量交换过程,减少了所需要的设备容量并增加了有效补偿时间,提高了经济性和可靠性。随着电力电子技术和控制理论的发展,DVR的性能必将得到更大的提高。     

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。     

带补偿分量的时变卡尔曼滤波的电压凹陷检测方法

针对电压凹陷的实时检测问题,提出了带补偿分量的时变卡尔曼滤波。将电压凹陷信号分解为稳态分量与补偿分量,建立带补偿分量的卡尔曼滤波模型;电压稳态期退出补偿分量,电压凹陷期投入补偿分量,检测的补偿分量直接作为动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)的指令值。结合ab/dq变换给出电压凹陷有效值和相位跳变。应用滤波残差法检测电压突变,并提出锁定延迟法克服补偿分量频繁投入与退出。仿真结果表明,该方法比普通卡尔曼滤波、虚拟三相dq变换方法具有更快的响应速度,满足DVR的实时性要求。     

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。     

基于软件锁相环的动态电压恢复器补偿策略

根据负荷对电压幅值、相位跳变的敏感程度,可连续运行动态电压恢复器(UDVR)采用不同的电压补偿策略,常见的有跌落前电压补偿法和同相电压补偿法。利用相量图简述了上述2种方法,并提出一种改进的综合电压补偿法。通过调整软件锁相环(SPLL)的输入整定值和PI调节器参数,分别实现了跌落前电压补偿法、同相电压补偿法及改进的综合电压补偿法,并在Matlab/Simulink仿真软件下进行了单相电压跌落补偿实验。仿真结果表明,改进的综合电压补偿法比传统的同相电压补偿法更能有效缓解由电压跌落带来的相位跳变;与传统的跌落前电压补偿法相比,该方法也能有效减小UDVR的注入电压幅值。     

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。     

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。     

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。     

一种三相三线动态电压调节器的单周控制研究

为提升与改进动态电压调节器(DVR)的动态补偿性能,提出了一种采用两桥臂逆变器的三相三线系统DVR的单周控制模型并在介绍电路构成的基础上分析主电路,导出了DVR的单周控制模型。单周控制技术具有电路简单、动态响应快、实现方便等优点,为DVR控制提供了一种新的途径。对于给出的单周控制DVR其电压暂降和暂升等情况的结果表明,单周控制用于DVR在电压变化范围≤35%时有较好的补偿作用,其控制方案正确、可行。