級聯(lián)型多電平動態(tài)電壓恢復(fù)器的研究.pdf

1、隨著信息技術(shù)的飛速發(fā)展,基于計算機、微處理器控制的各種用電設(shè)備被大量使用，這些新型電力負荷對電能質(zhì)量的要求不斷提高，電壓跌落、瞬時斷電等暫態(tài)電能質(zhì)量問題已成為電力用戶共同關(guān)心的問題。動態(tài)電壓恢復(fù)器(Dynamic Voltage Restorer，DVR)裝置是一種能夠保護關(guān)鍵負荷免受供電端電壓跌落、驟升等擾動的新型電力電子設(shè)備。級聯(lián)型多電平逆變器結(jié)構(gòu)簡單，技術(shù)成熟，易于封裝和模塊化，已廣泛應(yīng)用在有源濾波、無功補償?shù)入娔苜|(zhì)量控制領(lǐng)域。因

2、此，本文針對級聯(lián)型多電平拓撲結(jié)構(gòu)的動態(tài)電壓恢復(fù)器進行了研究。
　　快速、準確地檢測出系統(tǒng)電壓跌落的特征量是動態(tài)電壓恢復(fù)器運行的前提條件。本文針對三相系統(tǒng)中基于瞬時無功功率理論的dq0變換方法，引入并設(shè)計了數(shù)字低通濾波器，在保持檢測精度的前提下提高了系統(tǒng)的響應(yīng)速度?？紤]到αβ變換法由于數(shù)據(jù)的非實時性給檢測結(jié)果帶來的延時和擾動，提出了一種基于拓展矢量的單相電壓跌落快速檢測算法，該算法以αβ變換檢測方法為基礎(chǔ)，利用三角函數(shù)的正交性，可快

3、速檢測出電壓幅值和相角的跳變。
　　在動態(tài)電壓恢復(fù)器控制策略的研究方面，分析了前饋控制、負載電壓瞬時值反饋控制和電壓電流雙環(huán)反饋控制三種控制方法在穩(wěn)態(tài)和動態(tài)性能指標以及穩(wěn)定性上的優(yōu)缺點，提出一種基于比例諧振控制器的新型多環(huán)反饋控制策略，與傳統(tǒng)的比例積分(PI)控制相比，含有諧振控制器的反饋控制能獲得更高的穩(wěn)態(tài)精度。
　　直流側(cè)電壓平衡是級聯(lián)型動態(tài)電壓恢復(fù)器的關(guān)鍵問題。針對級聯(lián)型多電平無串聯(lián)注入變壓器拓撲結(jié)構(gòu)的DVR，詳細定量

4、分析了其穩(wěn)態(tài)工作特性。分析表明調(diào)節(jié)補償電壓相角，可以實現(xiàn)穩(wěn)定直流電容電壓。提出了通過調(diào)節(jié)DVR注入電壓相角實現(xiàn)快速補償電網(wǎng)電壓跌落的同時保持直流側(cè)電壓穩(wěn)定的控制策略。該控制策略在最小能量補償模式的基礎(chǔ)上，將PI控制引入到注入電壓生成方法中，DVR從電網(wǎng)吸收或發(fā)出有功功率，儲能電容隨之充電或放電以使電壓恢復(fù)到額定值。為了減小直流電容間的電壓偏差，進而提出引入內(nèi)環(huán)PI控制器解決級聯(lián)型多電平逆變器工作時H橋逆變單元之間的電容電壓均衡問題的方法