基于交交变换的动态电压恢复器及其控制策略

传统的动态电压恢复器(DVR)中直流储能环节体积重量大,不易集成,交交变换技术省去实现动态电压补偿,更加经济节约。虚拟整流逆变拓扑作为主电路拓扑,结构简洁,并且能够实现自然换流;单周期控制精度高,动态跟踪性能佳,控制鲁棒性好,应用于DVR可以更好地满足其特殊的快速性要求。在理论分析基础上,研制了实验样机进行实验验证,实验结果验证了变换器的可行性及单周期控制良好的动态特性。

基于前馈自抗扰控制的动态电压恢复器

针对动态电压恢复器(DVR)在传统比例-积分(PI)控制中补偿速度与补偿超调量之间的矛盾,提出了一种基于前馈补偿的自抗扰控制(FC-ADRC)策略。通过ADRC策略改进传统PI控制所存在的补偿超调问题,并引入LC滤波器的电压电流作为前馈量对DVR控制器进行补偿,实现对用户侧电压暂降进行快速电压补偿,保证用户侧电压的安全稳定。仿真实验结果表明,所提策略既保持DVR装置的高动态响应性,又保证装置应对不确定扰动的适应性。

200kVA动态电压恢复器的研制与应用

电网、配电设施的大负荷冲击或故障引起的电压暂降会导致用电设备运行异常、产品质量下降、计算机数据丢失等一系列问题。动态电压恢复器(DVR)是一种新型的电力电子装置,串联于电源和敏感负载之间,主要功能是治理电网电压扰动,由储能元件、逆变器、静态开关(STS)、控制单元组成。华天电气研制的动态电压恢复器HTDVR已成功应用在多个行业,经过现场改造和停电模拟试验,HTDVR设备可以达到理想的电压晃电恢复效果。

动态电压恢复器精准相控整流方法研究

动态电压恢复器是一种新型的电力电子装置,串联于电源和敏感负载之间,主要功能是治理电网电压扰动。动态电压恢复器主要由储能元件、双向变流器、静态转换开关和控制单元组成,电网电压处于稳定状态时,静态转换开关导通,电网通过此回路向负载供电;电网电压异常时,静态转换开关切换至由变流器为负载供电。在研制小容量动态电压恢复器过程中发现,储能元件(超级电容)相控整流充电过程中,出现交流侧充电电流突然急剧增大的现象,导致变流器IGBT模块损坏。针对出现的充电电流突增现象进行理论分析和仿真验证,根据分析验证结果更改设备控制策略和参数设置,解决了储能元件(超级电容)相控整流充电过程中电流激增的问题。

电压畸变时电容耦合型动态电压恢复器控制

电容耦合型动态电压恢复器(DVR)因其性价比高的优势而广泛应用于配电网中,但在电网电压畸变时,补偿效果较差。为了获得DVR更高质量的电压补偿效果,此处研究了一种基于准比例谐振(PR)控制器的双闭环控制策略,以消除电网电压畸变所带来的影响,在补偿电压暂降、暂升基础上,还可实现对电网电压谐波的补偿。在分析电容耦合型DVR工作原理基础上,明确了系统控制策略的实现方式,并搭建实验平台进行验证。

一种采样模型预测控制的动态电压恢复器控制方法

针对目前动态电压恢复器(DVR)多采用根据当前状态做出未来动作的控制方法,从微观上看总会因为采样和反馈信息与控制动作之间存在时间延迟而产生误差的问题,提出一种通过预测下一控制周期的输出从而确定下一控制周期控制动作的闭环结构的模型预测控制(MPC)方法。该方法基于前向欧拉法建立控制预测模型,通过反馈校正的方法减少预测误差,并通过建立合适的目标函数,确定应用于下一控制周期的最佳开关组合。利用MATLAB/Simulink软件搭建所提控制方法的仿真模型,仿真结果表明,提出的MPC方法能有效减少DVR的补偿误差,具有响应速度快、谐波含量低、设计简单等优点。

一种动态电压恢复器研究

针对现代机场直线加电系统中存在的电缆压降问题,提出了一种解决方案,即通过在变换器后加装动态电压恢复器来补偿电缆的压降。动态电压恢复器采用单向馈能电路结构,可以在能量单向流动的情况下,实现对因电缆压降而产生的电压暂降或暂升的持续补偿。基于该动态电压恢复器结构,分析了负载电压有效值反馈控制方法。理论分析和试验结果表明,动态电压恢复器可有效补偿电缆压降,并能保证负载电压的稳定。

动态电压恢复器(DVR)在化工企业的应用

在化工企业正常生产周期当中,关键电气设备的可靠及平稳运行至关重要,关键机组的润滑系统通常采用低压电机作为动力传动设备,在电网因各种原因发生电压暂降时,经常出现由于接触器低电压释放而导致的润滑系统失效,进而影响关键机组的正常运行的问题。为保证装置长周期运行、实现“抗晃电”的目标,在电源与用电设备间串联动态电压恢复器(DVR)可有效防止上述问题产生,对大机组平稳运行起到了重要保护作用。现将介绍动态电压恢复器(DVR)的功能及其特点,仿真故障状态下的补偿波形,并举例分析DVR在石化企业的应用情况,最后对DVR在未来化工企业中的进一步发展趋势进行了展望。

动态电压恢复器控制策略研究综述

动态电压恢复器(DVR)是解决动态电压质量问题的主要手段,受到国内外电力研究者的广泛关注。为了推进动态电压恢复器控制策略的理论研究和实用化研制,在大量查阅国际会议、学术期刊等相关论文的基础上,对DVR的控制策略进行综述。对DVR的主要结构、相应工作原理和应用场合进行了归纳与比较。对DVR逆变器控制策略,包括前馈、反馈和复合型控制等线性控制方式,以及人工智能、模糊、无差拍、空间矢量等非线性控制方式进行总结。对DVR整流器常规的和新型的控制方式的原理、优缺点进行归纳和说明。最后提出动态电压恢复器研究中需要解决的若干问题。

微电网动态电压恢复器运行模式研究

针对微电网中存在的电压质量问题,提出了基于光蓄发电单元的动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)。DVR以光蓄发电单元为储能单元,通过整流器串联接入到低压配电网与微电网公共连接处。提出了DVR的动态电压恢复方式、不间断供电方式和微电源方式的3种运行模式。通过对系统开关信号进行合理控制,实现3种模式的有效切换,提高DVR设备的利用率。DVR的动态电压恢复方式可有效抑制电压暂降或骤升,改善微电网电压质量;不间断供电方式可提高对负荷的供电可靠性;微电源方式可以减少主网的电能供给,实现节能减排。算例结果验证了DVR的有效性。

动态电压恢复器比例谐振控制

针对动态电压恢复器(DVR)的快速和精确电压补偿问题,提出一种基于比例谐振控制的DVR双环反馈控制策略,电压外环将电容电压和指令输出电压比较,得到的电压偏差信号经过比例谐振控制器,控制器输出信号交给电流内环处理,而电流反馈内环采用简单比例控制以保证系统的快速性。将比例谐振控制器应用于DVR输出补偿电压控制策略中,可实现对指令补偿电压信号的无静差跟踪。在比例谐振控制器频率特性分析的基础上,详细分析离散域下引入控制延时的DVR反馈环控制系统。分析表明电流内环具有可靠的稳定性,作用于电压外环的比例谐振控制保证了系统的稳态精度,以及对负载电流的抗干扰能力,整个控制系统具有良好的动态和稳态性能。仿真结果验证了理论分析的正确性和所设计方法的有效性。

动态电压恢复器的补偿特性与控制目标

DVR(动态电压恢复器 )的作用是抑制电压波动对用户侧敏感负荷的影响。文中运用相量法分析了负荷功率因数与 DVR补偿范围及其容量的关系 ,即当 DVR装置只输出无功功率时 ,其补偿范围受负荷的功率因数的限制 ,在负荷功率因数较大时 ,甚至无法满足要求。通过分析 ,给出了确定 DVR合理容量的定量描述。并根据装置的状态方程解决了 DVR不同控制目标的求解问题 。

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。

动态电压恢复器的最优控制和最优滤波

提出基于最优控制和最优滤波的动态电压恢复器控制策略。该控制方法用Sage-Husa卡尔曼滤波器对动态电压的暂降进行检测,同时实现对三相电网电压的锁相功能。该算法实现了在谐波和不平衡条件下正序电压幅值和相位几乎无延时的检测。为加快系统动态响应速度,提出最优控制的策略;同时设计一个最优滤波器——降维卡尔曼滤波器进行电流状态量的观测。降维卡尔曼滤波器的使用不但节省了3个电流传感器,而且加快了控制的响应速度,从而显著提高了不平衡暂降的补偿能力。实验结果证明该文所提出的控制策略的有效性。

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 Phase 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。

动态电压恢复器及其检测方法的探讨

动态电压恢复器用来对敏感负荷进行保护。介绍了动态电压恢复器的工作原理和主电路结构,提出了基于“abc-dq”变换的检测算法,使得改进后的算法具有准确、快速的特点。针对负荷对电压相角跳变敏感程度的不同,补偿电压波形也不相同,因此控制策略也不同。仿真结果证明了该检测算法的优点。

应用动态电压恢复器解决电压跌落问题

随着现代电力电子设备的广泛应用,电压跌落已日益成为电力部门和用户关注的电能质量问题。为此采用动态电压恢复器(DVR)来解决瞬时电压跌落问题。在介绍DVR的工作原理、系统框架及其数字控制系统的基础上,根据国内某集成电路芯片企业应用DVR的实例,说明了DVR的应用背景和运行条件、基本性能参数和应用效果等。由于DVR启动实时补偿,在瞬时电压跌落发生时补偿输出电压到额定电压值,有效地保障了电压敏感设备的正常工作,从而避免重大的经济损失。

适用于动态电压恢复器的最小能量柔性切换控制策略

动态电压恢复器(DVR)采用最小能量补偿策略可有效减少其有功输出,增大补偿时间。考虑到系统电压跌落往往伴随着相角跳变,以及传统最小能量补偿在电网电压跌落和恢复时也会造成负载电压相角偏移,进而影响敏感负荷的安全运行,提出一种最小能量柔性切换控制策略。该控制策略可保证DVR有效减少有功输出的同时,在电网电压跌落时平滑进入最小能量补偿,而在电网电压恢复时又可平滑退出最小能量补偿,DVR输出电压相角在整个补偿过程中做到平滑过渡,由此可解决负载电压的相角跳变问题。此外,考虑到了DVR输出电压约束时的情形,通过对DVR参考电压的动态调节,使其在补偿的各个时期都不超过DVR输出的极限水平。实验和仿真结果验证了理论分析的正确性。

动态电压恢复器的能量稳定补偿特性分析

对补偿电压约束条件下动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)的能量稳定补偿策略及其补偿特性进行分析。首先提出考虑装置补偿电压约束时DVR能量稳定补偿策略,并给出装置输出电压分别小于及达到极限补偿电压时补偿策略的详细解析式;然后根据解析式分析得到能量稳定补偿策略的补偿效果直接受到电压暂降(暂升)幅值、负荷功率因数及装置极限补偿电压3方面因素影响的结论;最后对3种影响因素对补偿策略效果的影响特性进行理论与数值分析,并给出其影响特性曲线。这些分析结果将有助于DVR补偿策略的设计及工程实践。

动态电压恢复器检测方法与补偿策略的研究

动态电压恢复器(DynamicVoltageRestorer,DVR)是目前解决电压质量问题最有效的手段之一。综述了国内外DVR的研究现状,分析了DVR的基本工作原理和主电路结构。对DVR的各种检测方法和补偿策略进行了深入的分析比较,指出改进后的d,q检测法完全能满足DVR的检测需要,综合考虑电压和能量补偿能力的优化补偿策略更具有实用性。随着电力用户对动态电压质量要求的不断提高,DVR必将在配电系统中得到广泛的应用。