級(jí)聯(lián)型多電平動(dòng)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(jì)算機(jī)、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(fù)荷對(duì)電能質(zhì)量的要求不斷提高，電壓跌落、瞬時(shí)斷電等暫態(tài)電能質(zhì)量問(wèn)題已成為電力用戶共同關(guān)心的問(wèn)題。動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器(Dynamic Voltage Restorer，DVR)裝置是一種能夠保護(hù)關(guān)鍵負(fù)荷免受供電端電壓跌落、驟升等擾動(dòng)的新型電力電子設(shè)備。級(jí)聯(lián)型多電平逆變器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(wú)功補(bǔ)償?shù)入娔苜|(zhì)量控制領(lǐng)域。因

2、此，本文針對(duì)級(jí)聯(lián)型多電平拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器進(jìn)行了研究。
　　快速、準(zhǔn)確地檢測(cè)出系統(tǒng)電壓跌落的特征量是動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器運(yùn)行的前提條件。本文針對(duì)三相系統(tǒng)中基于瞬時(shí)無(wú)功功率理論的dq0變換方法，引入并設(shè)計(jì)了數(shù)字低通濾波器，在保持檢測(cè)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(shí)時(shí)性給檢測(cè)結(jié)果帶來(lái)的延時(shí)和擾動(dòng)，提出了一種基于拓展矢量的單相電壓跌落快速檢測(cè)算法，該算法以αβ變換檢測(cè)方法為基礎(chǔ)，利用三角函數(shù)的正交性，可快

3、速檢測(cè)出電壓幅值和相角的跳變。
　　在動(dòng)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(fù)載電壓瞬時(shí)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(dòng)態(tài)性能指標(biāo)以及穩(wěn)定性上的優(yōu)缺點(diǎn)，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(jí)聯(lián)型動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的關(guān)鍵問(wèn)題。針對(duì)級(jí)聯(lián)型多電平無(wú)串聯(lián)注入變壓器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的DVR，詳細(xì)定量

4、分析了其穩(wěn)態(tài)工作特性。分析表明調(diào)節(jié)補(bǔ)償電壓相角，可以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定直流電容電壓。提出了通過(guò)調(diào)節(jié)DVR注入電壓相角實(shí)現(xiàn)快速補(bǔ)償電網(wǎng)電壓跌落的同時(shí)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(bǔ)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(chǔ)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(jìn)而提出引入內(nèi)環(huán)PI控制器解決級(jí)聯(lián)型多電平逆變器工作時(shí)H橋逆變單元之間的電容電壓均衡問(wèn)題的方法