動態(tài)電壓恢復(fù)器控制技術(shù)研究.pdf

1、動態(tài)電壓恢復(fù)器（Dynamic Voltage Restorer, DVR）是一種公認(rèn)的、能有效補(bǔ)償負(fù)荷電壓跌落的串聯(lián)型電力電子裝置。作為最經(jīng)濟(jì)有效的暫態(tài)電壓質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置之一，DVR已得到了廣泛的研究與應(yīng)用。然而，在 DVR研制與運(yùn)行中仍然存在諸如變壓器直流偏磁與勵磁涌流、接入電網(wǎng)后控制性能下降、離散控制器參數(shù)設(shè)計等問題。本文以提升DVR控制性能和現(xiàn)場適應(yīng)能力為目標(biāo)，針對上述問題分別從變壓器勵磁支路模型、考慮電網(wǎng)阻抗后的系統(tǒng)模型、DVR

2、離散被控對象模型著手，提出合理的優(yōu)化控制方案解決上述問題。
　　傳統(tǒng)的DVR控制策略缺乏對變壓器勵磁磁鏈直接有效的控制，存在勵磁涌流與直流偏磁問題。為避免因變壓器勵磁涌流觸發(fā)逆變單元保護(hù)，而導(dǎo)致DVR補(bǔ)償失敗，本文提出了一種變壓器勵磁磁鏈直接控制策略。該控制策略基于變壓器的T型電路模型，通過將勵磁磁鏈作為狀態(tài)量，構(gòu)建了以DVR輸出電壓為外環(huán)、變壓器勵磁磁鏈為內(nèi)環(huán)的DVR控制系統(tǒng)，然后通過對內(nèi)環(huán)磁鏈指令限幅，達(dá)到防止變壓器飽和的目的

3、。在磁鏈環(huán)基礎(chǔ)上，該控制策略還通過磁鏈積分反饋對變壓器直流偏磁進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而徹底解決了DVR的勵磁涌流與直流偏磁問題。而為實(shí)現(xiàn)磁鏈直接控制，本文還針對現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)平臺提出了一種復(fù)合式變壓器勵磁磁鏈觀測方法。該方法結(jié)合了傳統(tǒng)電壓型與電流型觀測器的優(yōu)勢，解決了電壓型觀測器的積分飽和問題，實(shí)現(xiàn)了變壓器交、直流勵磁磁鏈的準(zhǔn)確觀測。
　　常規(guī)的DVR控制器設(shè)計流程與普通電壓源型逆變器相同，并沒有考慮電網(wǎng)阻抗對DVR控制性能的影響。雖然兩者在理想

4、電網(wǎng)工況下可以等效，但由于實(shí)際電網(wǎng)必然存在內(nèi)阻抗，因此有必要對其影響進(jìn)行評估。本文通過建立電網(wǎng)、DVR、負(fù)荷的串聯(lián)系統(tǒng)模型，揭示了DVR控制系統(tǒng)運(yùn)行工況與普通電壓源型逆變器的異同，定量分析了電網(wǎng)阻抗對系統(tǒng)電壓控制性能的影響。分析結(jié)果表明，當(dāng)接入電網(wǎng)內(nèi)阻抗不可忽略時，原本性能良好的DVR在電壓跌落或恢復(fù)過程中可能出現(xiàn)電壓超調(diào)、振蕩等控制性能下降現(xiàn)象。此外，通過對比DVR變換器側(cè)、線路側(cè)以及負(fù)荷側(cè)濾波拓?fù)洌疚倪€發(fā)現(xiàn)電網(wǎng)阻抗對不同拓?fù)涞淖饔?/p>

5、效果并不相同。為避免系統(tǒng)電壓振蕩甚至不穩(wěn)定現(xiàn)象的發(fā)生，需要在設(shè)計DVR控制系統(tǒng)時充分考慮電網(wǎng)阻抗的影響。因此，本文針對不同拓?fù)涮岢隽嗽诳紤]電網(wǎng)阻抗因素時DVR控制器設(shè)計與改進(jìn)方案。
　　由于具備良好的負(fù)載擾動抑制能力和自限流功能，雙閉環(huán)控制策略在DVR上得到了廣泛應(yīng)用。但由于數(shù)字控制系統(tǒng)存在一拍延時影響，所以傳統(tǒng)雙閉環(huán)設(shè)計方法難以獲得準(zhǔn)確的控制器參數(shù)。因此，本文基于DVR離散狀態(tài)空間模型提出了一種離散雙閉環(huán)控制策略。不同于傳統(tǒng)的雙