学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

动态电压恢复器的补偿策略研究与仿真分析

作　者: 余小闯
导　师: 唐治德
学　校: 重庆大学
专　业: 电气工程
关键词: 电能质量电压跌落动态电压恢复器(DVR) 补偿策略
分类号: TM761.12
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 172次
引　用: 2次
阅　读: 论文下载

内容摘要

随着现代科学技术的发展,生产自动化程度不断提高,各种复杂精密的用电设备得到广泛应用,电力用户对电能质量的要求也越来越高。电能质量问题中,由电压瞬时跌落造成的危害最为普遍。作为一种新型电能质量控制装置,动态电压恢复器(DVR)可在几毫秒内动作,对消除电压波动和闪变,解决各相电压的不对称和短时供电中断等故障,具有无可比拟的优势。由于有着良好的动态性能和很高的性价比,DVR已经逐渐成为电力用户解决电网动态电能质量问题的首选装置之一,特别是目前解决电压跌落问题的最经济、有效的用户电力装置。本文系统阐述了DVR主电路拓扑各部分的工作原理,针对DVR的补偿策略、检测算法和控制方法等方面展开研究工作。本文DVR装置采用级联多电平拓扑结构,储能装置使用超级电容器,不需要多余的储能设备和串联变压器,有利于节省成本、减少占地面积以及提高系统可靠性。检测算法使用改进的单相dq检测算法,通过将单相瞬时电压从αβ静止坐标系变换到dq旋转坐标系的电压检测方法能够大大减少计算量。逆变器采用正弦脉冲宽度调制(SPWM)控制技术,可以实现能量的双向传输;此外,可以克服传统DVR采用不控整流对网侧产生的谐波污染。文中详细介绍了三种基本的电压跌落补偿策略:跌落前电压补偿、同相电压补偿和最小能量补偿,并通过相量图分析比较了三种补偿策略。对DVR的最小能量补偿情况进行深入分析,推导出DVR补偿时注入有功和负荷功率因数之间的关系。基于此,提出改进的最小能量补偿策略,对DVR接入系统的拓扑结构加以改进,在负荷端并联一个带有开关的可调电抗器,电压跌落补偿时投入使用,暂时降低负荷功率因数,以保证DVR在补偿时消耗能量最小。最后,用Matlab7.0对改进的最小能量补偿策略进行了仿真研究,仿真结果表明,基于级联H桥逆变器DVR的最小能量补偿策略,通过并联在负荷端的可调并联电抗器对负荷功率因数的控制,能够很好地补偿电压跌落,提高了DVR的补偿精度,而且扩大了纯无功补偿的跌落范围,减小了补偿过程中的能量消耗,延长了补偿时间。

全文目录

中文摘要  3-4
英文摘要  4-8
1 绪论  8-15
  1.1 电能质量问题概述  8-10
  1.2 电压跌落  10-12
    1.2.1 电压跌落的定义  10
    1.2.2 电压跌落特征量  10
    1.2.3 电压跌落产生的原因  10-11
    1.2.4 电压跌落的危害  11-12
    1.2.5 电压跌落问题的解决方法  12
  1.3 动态电压恢复器的发展与研究现状  12-14
  1.4 本文研究的主要内容  14-15
2 DVR 的工作原理和主电路结构  15-24
  2.1 DVR 的工作原理  15
  2.2 DVR 的主电路结构分析  15-19
    2.2.1 逆变器  16
    2.2.2 耦合单元  16-18
    2.2.3 滤波器  18-19
    2.2.4 直流储能单元  19
  2.3 主电路拓扑的选择  19-20
    2.3.1 几种拓扑结构比较  19-20
    2.3.2 级联多电平主电路拓扑  20
  2.4 级联多电平DVR 的储能模式  20-23
    2.4.1 常用模式  20-21
    2.4.2 超级电容器的轮换充电模式  21-23
  2.5 本章小结  23-24
3 DVR 的检测算法研究  24-34
  3.1 现有的几种电压跌落特征量检测算法  24-26
  3.2 基于瞬时无功理论的dq 检测算法  26-33
    3.2.1 瞬时无功理论概述  26-28
    3.2.2 三相瞬时无功理论的dq 检测算法  28-30
    3.2.3 单相瞬时电压dq 检测算法  30-32
    3.2.4 改进的单相dq 检测算法  32-33
  3.3 本章小结  33-34
4 DVR 的补偿策略与控制方法研究  34-53
  4.1 DVR 补偿策略的研究  34-38
    4.1.1 跌落前电压补偿  34-35
    4.1.2 同相电压补偿  35-36
    4.1.3 最小能量补偿  36-38
  4.2 改进的最小能量补偿策略  38-44
    4.2.1 纯无功补偿  40
    4.2.2 最小有功补偿  40-41
    4.2.3 DVR 电压超出最大限值时的补偿  41-42
    4.2.4 最小能量补偿策略  42-44
  4.3 DVR 的控制方法  44-52
    4.3.1 逆变器的控制  44-47
    4.3.2 逆变侧子系统的控制  47-50
    4.3.3 级联单元之间的功率均衡控制  50-51
    4.3.4 级联多电平DVR 的保护控制  51-52
  4.4 本章小结  52-53
5 级联多电平 DVR 的仿真分析  53-63
  5.1 仿真系统参数的设置  53-55
    5.1.1 装置容量的确定  53
    5.1.2 级联逆变单元N 的确定  53
    5.1.3 滤波器参数的设计  53-55
  5.2 仿真模型  55-57
  5.3 仿真结果分析  57-61
  5.4 本章小结  61-63
6 结论与展望  63-65
  6.1 结论  63
  6.2 展望  63-65
致谢  65-66
参考文献  66-69
附录：作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录  69

动态电压恢复器的补偿策略研究与仿真分析

内容摘要

全文目录

相似论文