基于最小有功注入策略的新型级联H桥逆变器动态电压恢复器

基于最小有功注入策略,提出一种新型的动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)结构,其主要结构由基本的级联H桥逆变器和并联的晶闸管开关电感组成。文章分析了新型DVR的电路拓扑和基本原理,推导了最小有功注入策略,分析了DVR的补偿能力和负载功率因数的关系,并设计了合适的控制系统。仿真结果表明,新型DVR可以处理更严重和更长时间的电压跌落,大大减少了DVR的有功注入。     

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.     

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。     

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。     

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。     

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。     

基于共直流电压母线级联型超导储能系统的动态电压恢复器最小能量控制

构造了基于共直流电压母线级联型超导储能系统的动态电压恢复器,根据该装置直流母线电压可控的特点,提出了基于直流母线电压控制的最小能量控制方案。该方案通过控制直流母线电压的幅值,实现了有功功率从电网经十二脉波二极管整流器到直流电压母线的可控传输,减少了对斩波器输出有功功率的需求,降低了超导磁体的储能量,延长了电压暂降的补偿时间。同时,文中还对控制系统进行了整体设计,实现了动态电压的补偿和最小能量控制。仿真结果证明了所提控制策略的可行性。     

动态电压恢复器的电压跌落综合补偿策略研究

动态电压恢复器可以经济、有效地解决电压跌落问题,补偿策略决定了其补偿效果。对于持续时间、跌落特点各不相同的电压跌落,单一的补偿方法往往难以同时兼顾补偿质量和补偿时间。分析了三种基本补偿方法的优缺点及电压跌落特性,提出了一种基于跌落前电压补偿法和最小能量补偿法的综合补偿策略。该补偿策略根据电压跌落的持续时间及特点自动调用适当的补偿方法,既保证了补偿质量,又在需要时延长了补偿时间。给出了该综合补偿策略的实现方法并予以仿真验证,结果表明该策略具有良好的补偿效果和可行性。     

动态电压恢复器控制策略的研究

介绍了动态电压恢复器的基本结构和工作原理。在此基础上,使用三相瞬时无功dq检测算法和前馈控制加反馈控制的混合控制策略来控制动态电压恢复器,并进行了系统的仿真。仿真结果验证了三相瞬时无功由检测算法和控制策略对动态电压恢复器补偿电压跌落具有良好补偿特性,达到了保护负荷、治理电压跌落的目的。     

基于多重比例谐振的动态电压恢复器谐波补偿策略

针对动态电压恢复器在单相电压补偿过程中基波电压提取和谐波补偿的问题,提出一种基于多重比例谐振的控制策略。在动态电压恢复器数学模型的基础上,分析脉冲响应不变法和双线性变换法对比例谐振控制器的离散化效果,以提升系统数字控制的运算性能。在保证系统动态电压补偿特性的同时,讨论电网基波电压提取的改进方法和多重比例谐振调节对指定次电压谐波的补偿策略,并分析控制器参数对系统性能的影响。搭建10 k W的实验平台进行实验验证,结果证明该方法易于实现并具有良好的基波提取效果和谐波抑制能力。     

动态电压恢复器的时间优化补偿策略研究

动态电压恢复器（DVR）是缓解电压跌落问题最经济、有效的用户电力装置,它的补偿能力指标是持续补偿时间。以补偿电压跌落时DVR装置的最大持续补偿时间为控制目标,通过调整负荷电压超前跌落电网电压的相位角β,提出一种新的时间优化补偿策略。为减轻DVR运行时对负荷的扰动,使补偿开始和结束的暂态过程更平稳,新策略采取了β按恒定步长Δβ缓慢变化的控制方法,并根据DVR装置的T-β曲线,通过判断特定量符号决定β角的补偿方向。此种β角控制方法避免直接求解β的最优解,计算量小。仿真结果证明,新策略能获得比最小能量补偿策略更长的DVR持续补偿时间,有效利用了DVR的直流母线储能。     

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。     

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。     

动态电压恢复器电路拓扑分析及参数设定

介绍了三相动态电压恢复器的主电路拓扑,并结合变压器的连接方式,分析了主电路参数的设计方法,对比了变压器不同接法对参数和电路性能的影响。分别对变压器不同的连接方法进行了Matlab系统仿真。并对变压器星形连接的三相四线结构和改进的SVPWM控制方法作了实验,解决了系统中存在电压零序分量问题。仿真和实验结果验证了文中的分析和结论。     

动态电压恢复器的无迹卡尔曼滤波检测方法

针对三相三线制系统中动态电压恢复器的信号提取问题,提出了无迹卡尔曼滤波结合数学形态滤波的电压暂降检测方法。在αβ坐标系下建立含电压稳态量和补偿量的基波分量非线性状态空间模型,通过无迹卡尔曼滤波构建状态空间方程,对电压输入信号采用数学形态滤波进行消噪预处理。所提方法实现了对电压稳态量的估计、补偿量的提取及暂降电压正序、负序分量幅值和相位的解耦检测,在动态响应速度及检测可靠性方面具有优越性。仿真结果验证了所提检测方法的正确性和有效性。