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。     

直接电容接入动态电压恢复器研究

动态电压恢复器能快速补偿电网电压变化,确保敏感负载端电压稳定,是用于电能质量控制的主要设备之一.介绍了一种基于电压型逆变器,采用直接电容接入电网的动态电压恢复器,以及根据技术要求设计实现其原理样机的过程.相较传统接入方式,该方案回避了接入变压器设计上的困难.仿真和实验结果证明原理样机能及时地检测系统电压扰动,并予以准确的补偿.     

任意负载条件下动态电压恢复器的复合谐振控制策略

针对传统比例-积分(proportional-integral,PI)反馈控制器应用于动态电压恢复器时存在稳态误差较大、负载适应性差、难以对非线性负载进行电压补偿等问题,提出一种任意负载条件下的动态电压恢复器(dynamic voltage restorer, DVR)控制策略。该控制策略利用谐振控制实现对负载的无静差电压补偿,结合前馈控制来提高系统的动态响应速度。针对非线性负载在DVR串接电容上产生的谐波电压问题,引入一种电容谐波电压的抑制方法,该方法实时检测电容谐针对传统比例-积分(proportional-integral,PI)反馈控制器应用于动态电压恢复器时存在稳态误差较大、负载适应性差、难以对非线性负载进行电压补偿等问题,提出一种任意负载条件下的动态电压恢复器(dynamic voltage restorer, DVR)控制策略。该控制策略利用谐振控制实现对负载的无静差电压补偿,结合前馈控制来提高系统的动态响应速度。针对非线性负载在DVR串接电容上产生的谐波电压问题,引入一种电容谐波电压的抑制方法,该方法实时检测电容谐波电压所对应的谐波电流成分并控制DVR产生反向的谐波电流,间接消除了DVR输出电压中的谐波成分,显著提高了动态电压恢复器对任意负载特别是对非线性负载的电压补偿能力。实验验证了所提控制策略的有效性。     

线电压补偿型动态电压恢复器的双前馈加反馈控制策略

基于线电压补偿的三相动态电压恢复器(DVR),介绍了一种线电压的补偿方法.以单相DVR为例,建立了DVR的数学模型,在此基础上综合分析各种控制策略下的系统传递函数.由分析可知在电网电压和负载电流的影响下,系统始终存在稳态误差.为此提出电网电压加负载电流双前馈和负载电压反馈的复合控制方法,既保持动态响应快速性和系统稳定性...     

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。     

新型软件锁相环在动态电压恢复器中的应用

动态电压恢复器是一种新型电能质量调节装置,它能有效抑制电网电压波动对敏感负载的影响.针对在电网电压畸变的情况下,需要准确捕获电压基波正序相位的问题,文中提出了一种新型软件锁相环(Soft Phade LockedLoop,SPLL),它能够在电网电压存在跌落、谐波、频漂、三相不平衡等多种情况下准确检测基波正序的相位,从而使动态电压恢复器获得较好的补偿效果.该软件锁相环的理论分析结果已为仿真和实验所验证.     

动态电压恢复器的双前馈控制策略研究

采用基于电网电压前馈的开环控制时,动态电压恢复器(DVR)动态响应速度快,但负载电压受负载电流影响较大;用比例积分(PI)调节器实现闭环控制可以减小这一影响,但动态响应速度变慢,且负载电压受电网电压影响变大。提出把负载电压看作DVR的控制对象,桥式电路中开关器件的占空比看作控制量,电网电压和负载电流看作干扰量,根据数学模型分析出被控对象不仅受控制量控制,而且受2个干扰量的影响。结合不同控制策略中控制量的计算方法,推导出各种控制策略下系统的传递函数,分析可知系统存在稳态误差的原因在于2个干扰量的影响。基于此,提出同时利用电网电压前馈和负载电流前馈的双前馈开环控制方法,既保持了开环控制动态响应速度快的优点,也可基本消除电网电压和负载电流对负载电压的影响。为避免电流前馈微分环节噪声影响,设计了用负载电压估计负载电流的估算方法。仿真结果验证了理论分析的正确性。     

直接电容接入动态电压恢复器研究

动态电压恢复器能快速补偿电网电压变化,确保敏感负载端电压稳定,是用于电能质量控制的主要设备之一。介绍了一种基于电压型逆变器,采用直接电容接入电网的动态电压恢复器,以及根据技术要求设计实现其原理样机的过程。相较传统接入方式,该方案回避了接入变压器设计上的困难。仿真和实验结果证明原理样机能及时地检测系统电压扰动,并予以准确的补偿。     

一种新型动态电压恢复器的仿真与实验

提出一种新型可连续运行动态电压恢复器,主电路采用级联多电平结构,电网电压经过各隔离变压器后分别进行整流,给逆变单元的直流电容供电,通过电容耦合方式串入电网与负载之间;采用同相补偿法对电网电压进行幅值补偿,并引入改进的dq变换直接在线计算出补偿电压.利用PSIM软件进行仿真分析,并研制了实验样机.仿真及实验结果表明,该动态电压恢复器能够快速、有效补偿电网电压跌落以及电网电压谐波,保证了负载侧的用电质量.     

10kV系统动态电压恢复器的仿真研究

动态电压恢复器作为一种新型电能质量调节设备,它能够快速而有效地有效抑制电网电压波动,保护了敏感负载。文章针对10kV系统中的动态电压恢复器进行了仿真分析,利用移相式整流变压器从备用10kV电网获取能量,同时保证电流无谐波。级联式多电平逆变器使用载波移相调制技术串联接入电网,经过仿真分析发现,在电压跌落时刻,动态电压恢复器能及时补偿电压,保证负载电压的稳定。     

三相四线动态电压调节器的单周控制策略与仿真分析

提出了一种三相四线系统动态电压调节器(dynamic voltage regulator，DVR)的单周控制模型。在分析主电路的基础上推导出了DVR的单周控制模型。在电压骤降、骤升以及电源中含有谐波的情况下对新建立的模型进行了仿真研究。结果表明，单周控制用于三相四线DVR既具有较好的动态特性，又控制电路简单。在电压变化范围不大于30%时有较好的补偿效果，并对电源谐波有一定的抑制作用。     

励磁电流补偿方法的电流控制型单相动态电压恢复器的仿真研究

在负载正常工作时所需的额定电压的基础上,该文讨论通过控制串联变压器二次侧工作电流来约束负载电流,从而使负载电压恒定。该文采用负载电流周期平均模型(period average model,PAM)提高了负载电流跟踪额定电流的速度和精度,加快了动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)系统的动态响应速度。考虑到负载电流中有小部分励磁电流分量,该文提出串联变压器励磁电流补偿(magnetizing current compensation,MCC)的方法。对比仿真结果显示MCC可提高负载电压的精度,并且验证了控制方法的有效性和实验的可行性。     

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.     

动态电压恢复器的复合控制策略

动态电压恢复器（DVR）是解决电网电压跌落的一种经济有效的方案。文中在简要介绍DVR原理的基础上，首先分析了目前DVR所用的前馈控制策略和反馈控制策略，然后针对以半桥式逆变器为主结构的DVR，提出了一种由前馈控制、电压瞬时值反馈控制和滤波电容电流瞬时值反馈控制构成的复合控制策略，并推导了系统传递函数，进行了Bode图分析，最后，通过PSCAD/ EMTDC软件仿真和样机实验验证了复合控制策略的合理性和有效性。实验结果也表明复合控制策略能提高DVR系统的动态性能、跟随性和稳定性。     

Investigation and Improvement of Transient Response of DVR at Medium Voltage Level

An area of interest for dynamic voltage restorer (DVR) research is the damping of transient oscillations initiated at the start and at the recovery instant from a voltage sag. Nonlinear loads, with harmonic currents close to the DVR filter resonance frequency, can also excite the resonance oscillations. To compensate voltage sags and dampen high-frequency oscillations simultaneously, an investigation of the transient response of DVR is first carried out. Possible control schemes and their effects on the oscillation attenuation are also studied. Such studied control schemes include the commonly used single voltage loop control, voltage feedback plus reference feedforward control, and double-loop control with an outer voltage loop and an inner current loop. Subsequently, an effective and simple resonance damping method is proposed by employing a closed-loop control with an embedded two-step Posicast controller. The proposed control methods have been extensively tested on a 10-kV DVR system. It is shown that the proposed damping methods improve both the transient and steady-state performance of the DVR.     

Control Design of a Dynamic Voltage Restorer for Wind-Driven Induction Generators during a Low Voltage Fault at Grid Bus

To reduce the parallel transient and resume the power balance immediately after fault clearing, many countries have included the low voltage ride through (LVRT) requirements in the grid codes for grid-connected wind turbines (WTs). Although the removal of the WT from the power grid in the conventional approach is beneficial to alleviate severe mechanical stress incurred by the low voltage fault, remaining the WT to be connected to the grid during the low voltage fault becomes obligate to reduce the risk of voltage collapse for the power system associated with the ever-increasing WT installation. This article presents a control strategy to which the LVRT capability enhancement of a wind-driven squirrel cage induction generator (IG) by the use of a dynamic voltage restorer (DVR). The DVR, with the flexibility of changing output voltage polarity in series with the power source, can sustain the excitation of IG subjected to the low voltage fault and the random change in load and wind speed. A DC voltage regulator is employed to support the DC-link voltage of the DVR for generating appropriate AC voltage level required for the IG. The AC output voltage of the DVR is controlled by an AC voltage regulator according to the IG terminal voltage deviation from the desired value. To achieve voltage and current decoupling control between distinct coordinate axes in the stationary reference frame, a proportional-resonant (PR) controller is adopted. The DVR output voltage can be instantaneously tracked by the PR controller according to the sinusoidal command comes from the DC and AC regulators. To fully utilize the compensation capacity for the DVR, the dynamic estimation of grid voltage lower limit for recasting the AC voltage command (ACC) of the DVR in response to the low voltage fault is proposed to prevent DVR from malfunction due to controller saturation. The experimental results confirm the effectiveness of the proposed strategy.     

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。