无储能动态电压恢复器安全运行区域

无储能动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)作为工程中解决电压暂降问题的常用设备,其实际运行受限于应用场景的参数。为解决上述问题,提出了一种无储能DVR安全运行区域的算法,基于应用场景参数计算无储能DVR的最大补偿能力,进而规范无储能DVR在工程中的应用。首先,基于线缆、变压器与无储能DVR装置安全补偿范围间的联系,构建了系统的阻抗模型;其次,分析了无储能DVR补偿过程造成的次生压降问题,结合系统过载能力计算无储能DVR装置的安全运行区域。最后,通过仿真分析对安全运行区域计算方法进行验证。结果表明:所提方法在应用场景约束条件下确定了新的无储能DVR安全运行区域,为有效应用无储能DVR提供理论参考。

超导磁储能式模块化线间动态电压恢复器

针对在瞬态电压扰动下多个敏感负载的同时保护,设计一种基于超导磁储能的模块化电流型多馈线间动态电压恢复器的电力装置。基于超导线圈的特性,采用电流源型变流器将补偿信号由直流转换为交流。为提高储能利用率,将多条馈线上的动态电压恢复器与同一个超导磁储能系统连接。根据三相电磁量的对称分解理论,设计变流器的电压双重PI控制策略,建立两条馈线的仿真模型。结果表明,在系统发生电压暂降和暂升故障时,该装置可以快速有效地对电压进行补偿,从而实现对多馈线上负载的保护。

兼具无功补偿的动态电压恢复器

针对电压暂降造成敏感用电设备的稳定问题,提出一种基于相位动态调节与优化控制的电压补偿策略,通过检测电网电压与电流的相位差并结合二阶广义积分软锁相技术,对动态电压恢复器(DVR)输出的电压相位进行闭环控制,使电网电流与电网电压同相位,从而保证电网输出有功功率最大,DVR输出有功功率最小,在实现最小能量补偿的同时兼具了无功补偿功能;根据负载电压与给定值的误差控制DVR输出电压的幅值,使负载电压保持稳定;为提高相位与负载电压检测时有效值检测算法的运算速度,提出了一种基于复合滤波器的有效值检测算法,将交流正弦信号取绝对值,然后经过低通滤波器与陷波器滤除谐波信号得到交流信号的有效值。最后通过PSIM仿真和基于DSP28335搭建的样机系统验证了所提方法的有效性。

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。

超级电容器储能动态电压恢复器的仿真研究

在建立基于等效电路的超级电容器储能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)。该恢复器以超级电容器为直流储能单元,采用3个单相全桥式电压型变换器进行前馈补偿控制,半桥式电压型双向DC/DC变换器进行双闭环反馈控制,使得对电压骤升也具有抑制作用。应用Matlab软件进行仿真分析,验证了DVR拓扑结构及其控制策略的正确性和有效性。

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。

飞轮储能动态电压恢复器的拓扑结构和充电策略

基于飞轮储能的动态电压恢复器的传统拓扑结构采用辅助整流器给飞轮充电,提高了系统的复杂程度,也增加了成本。为此,提出了两种新型拓扑结构:并联结构和串联结构。并联结构通过引入转换开关,使动态电压恢复器的电压源型变换器工作于整流状态给飞轮充电;串联结构使动态电压恢复器的电压源型变换器工作于逆变状态给飞轮充电,进一步简化了结构。并针对串联结构提出了自充电策略。最后将3种拓扑结构在经济和系统性能等方面进行了比较。实验结果验证了拓扑结构和充电策略的正确性。

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。

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。

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。

微网中基于储能系统的动态电压恢复器研究

引入动态电压恢复器(DVR)来提高微网的电能质量,为给DVR提供工作时所需能量,采用DC-DC斩波器将蓄电池储能系统(BESS)接于DVR中,讨论BESS在微网中的作用,BESS不仅可作为DVR的组成部分,而且可在微网孤岛模式时维持电压、频率恒定和迅速响应波动的负荷,在微网并网时进行功率平滑和削峰填谷。此外,还分析储能系统直流斩波部分的控制,比较d-q变换法与双d-q变换的正负序检测法两种d-q变换法DVR的检测方法。最后,在PSCAD/EMTDC平台上对所提出的微网系统进行仿真分析,结果表明双d-q变换的正负序检测法能快速无延迟地检测出跌落电压,基于BESS的DVR能迅速有效补偿微网的电压暂降,从而维持敏感负荷的电压恒定。

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。

无直流储能直接AC/AC动态电压恢复器及其预测控制

基于电压源型逆变器的传统动态电压恢复器,需使用大容量电解电容进行直流储能,体积重量大,成本高。为此,提出一种基于直接AC/AC变换的动态电压恢复器,该方案不需使用直流储能元件,易于维护,换流过程简单,动态响应速度快,能够有效补偿电网电压波动。针对所提出的动态电压恢复器,设计与之相适应的工作模式、非互补控制换流过程,并使用离散全维状态观测器设计预测控制策略。与现有的瞬时电压控制策略相比,由于控制信号已在前一周期经状态预测并执行控制算法后得到,当前周期可直接更新控制信号,省去了算法执行时间,提高电压恢复能力。设计实验样机,实验结果验证了所提方案的有效性。

一种基于飞轮储能系统的新型动态电压恢复器

为了克服传统动态电压恢复器无储能装置的不足,提出了一种基于飞轮储能系统(FESS)的新型动态电压恢复器(DVR)。根据飞轮充电要求,对DVR拓扑结构进行了研究,给出了DVR在不同工作模式下的控制策略:在飞轮充电过程中,采用脉宽调制(PWM)整流技术,实现了单位功率因数控制;在补偿电压暂降时,电机采用半桥能量回馈控制,以保持直流母线电压恒定,逆变器采用双环控制策略,补偿电压暂降的同时有效地抑制负载干扰和参数变化。实验结果验证了拓扑结构和控制策略的正确性。

基于飞轮储能单元的动态电压恢复器优化补偿方法研究

配电系统中的电能质量问题一般与电压暂降有关,针对飞轮储能装置具有效率高、功率大等特性,提出一种基于飞轮储能系统的动态电压恢复器(DVR)解决配电网电压暂降问题,建立含飞轮储能单元并联型DVR模型,重点分析并联型飞轮储能系统的工作模式及相对应的充放电控制策略。配电网中DVR模型主电路采用混合级联H桥拓扑结构,在补偿控制策略方面,提出一种优化补偿控制策略,该方法可以减少所需注入DVR的有功功率和延长系统的补偿时间。通过仿真分析与实验验证,表明了所提模型以及相关补偿控制方法可行性和有效性。

基于超级电容储能的动态电压恢复器试验研究

为了避免电压暂降对敏感负荷造成不利影响,可采用基于超级电容储能的动态电压恢复器(DVR),超级电容储能兼具了电容与电池的优势。为了提高电压暂降补偿速度,提出了基于求导法的虚拟d,q轴闭环控制结合交流电压前馈的控制策略。为了验证控制策略的正确性,搭建了包含电网低电压发生设备、DVR和模拟负荷的电压暂降试验系统,基于该试验系统进行了跌落发生和补偿试验。试验结果表明基于超级电容储能的DVR能够实现快速电压补偿,验证了控制策略的正确性。

基于超级电容储能的动态电压恢复器实验平台

为解决配电系统的电压质量问题,通过软硬件设计开发了基于储能的动态电压恢复器实验平台。该实验平台主要包括动态电压恢复器逆变器、储能与DC/DC变换器、投切与旁路单元和检测控制单元4部分。动态电压恢复器系统能够根据不同的实际需求,运用相应的控制策略输出电压,用以解决电压暂降、骤升、波动等多种质量问题。实验平台将变流器技术、储能技术、测控信息技术、电力系统分析等专业知识有机融合,有助于学生强化电气专业知识学习,研究电压质量治理方法,提升动手实践能力。

基于飞轮储能的新型动态电压恢复器的研究

提出一种基于飞轮储能的新型动态电压恢复器(DVR),其可对深度电压暂降进行补偿;大功率、高储能量的飞轮储能单元成本高昂,为提高飞轮的总储能量,采用飞轮储能阵列,各台飞轮储能单元并联连接于同一直流母线。详细分析该系统的工作原理和各部分的控制策略;对飞轮储能阵列运行于放电状态的控制策略进行了研究,提出了一种新型的放电控制策略。最后利用Matlab/Simulink对系统进行仿真,验证了所提拓扑结构及控制策略的可行性。

基于飞轮储能系统的动态电压恢复器

提出了一种基于飞轮储能系统(FESS)的动态电压恢复器(DVR)的装置。其拓扑结构与传统DVR拓扑结构相比,省去了为给飞轮储能单元补充能量而专门配制的整流设备,简化了结构。根据基于FESS的DVR装置的结构特点以及飞轮储能系统的充电原理,提出了一种自充电控制策略,在充电过程中,控制器根据负载和飞轮储能系统的运行情况确定负载侧参考电压。建立了基于FESS的DVR变换的数学模型,设计了同步旋转坐标系下的双矢量控制器。实验结果验证了该装置结构和自充电控制策略的有效性。