動態(tài)電壓恢復器控制技術若干關鍵問題研究.pdf

1、隨著高精密負載的使用越來越廣泛，用戶對電能質量的要求也隨之提高，即便短時的電壓跌落也會對這些負載造成影響。動態(tài)電壓恢復器(DVR)作為一種能夠有效抑制電壓跌落的電力電子裝置，開始成為研究的熱門方向。
　　DVR能夠輸出補償電壓保持負載電壓穩(wěn)定，一個很重要的前提就是能夠快速且準確的檢測出電壓跌落。由于電網(wǎng)電壓跌落時其幅值和相位的變化過程會影響到檢測方法的性能，因此本文首先分析了七種不同類型電壓跌落的特性，給檢測方法的設計提供了參考依

2、據(jù)。跌落檢測方法需要在擾動較大的電網(wǎng)電壓信號中較為快速和較為準確地提取出基波信號，而且需要適用于檢測三相和單相電壓跌落?；谌笆诫x散傅里葉變換(DFT)的跌落檢測方法，其濾波能力強，但是檢測速度慢。而基于短窗式DFT的跌落檢測方法，檢測速度快，但是濾波能力弱。因此，針對這個問題，本文提出了一種基于改進的短窗式DFT的跌落檢測方法，其在短窗式DFT的基礎上引入了擾動濾波器，也就是將若干個二階陷波器和一個二階低通濾波器相結合，改善了短窗式

3、DFT算法的濾波特性，同時也沒有過于延長檢測時間，在快速性和準確性上尋找到了一個折中的方案。
　　直流電源的高額成本會限制儲能裝置的容量，盡可能地延長補償時間對提高DVR的補償效率是非常重要的。為了避免逆變器過調制，補償電壓幅值會限制母線最低放電電壓，也就是母線可以釋放的能量，而輸出有功功率決定了母線放電的速度，因此兩者共同決定了補償時間的長短。而調整補償策略，也就是調整負載電壓相位跳變角，可以改變補償電壓幅值和輸出有功功率，也就

4、可以改變補償時間。對于最小能量補償策略而言，本質上是為了最大化補償時間，當DVR僅輸出零有功功率時，補償時間為最長。但是當DVR必須輸出有功功率時，即便功率為最小，由于此時補償電壓幅值一般較大，可以釋放的能量較少，其未必能夠提供最長的補償時間。因此，本文提出了一種改進的最小能量補償策略，根據(jù)電容放電公式建立了補償時間與負載電壓相位跳變角的關系，通過求導得到了最優(yōu)的負載電壓相位跳變角，從而使得DVR可以提供最長的補償時間，并進一步分析了單

5、相和三相的補償原理以及補償特性。同時為了避免補償時負載電壓相位突變較大，本文針對改進的最小能量補償策略，提出了一種最優(yōu)的相位過渡方法。
　　DVR作為一種補償電壓跌落的裝置，對控制策略的動態(tài)響應要求很高，而電網(wǎng)電壓擾動是影響其補償效果的關鍵因素。本文闡述了應用于DVR的基于離散狀態(tài)空間的控制策略的原理，并按照能控標準型建立了包括PI+離散全狀態(tài)反饋在內的閉環(huán)模型，以及借助閉環(huán)模型理清了負載電壓與電網(wǎng)電壓、負載電流的耦合關系，并獲得

6、了各自的前饋解耦通道。包含PI調節(jié)器的離散狀態(tài)反饋控制用于阻尼LC諧振尖峰，增大控制帶寬和提高穩(wěn)定性，并通過前饋解耦的方法抑制電網(wǎng)電壓和負載電流擾動，增強暫態(tài)性能。該控制策略的參數(shù)較多，雖然利用直接極點配置法設計控制器參數(shù)比較簡便，但是無法直觀地了解參數(shù)設計與控制性能的關系，尤其是PI零點及其阻尼極點的位置較為依賴經(jīng)驗。因此，本文提出了一種基于虛擬電阻法的參數(shù)設計方法，利用全狀態(tài)反饋使得濾波電感上串聯(lián)一個阻值可調的虛擬電阻。根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差