动态电压恢复器理论及仿真研究

论文题目: 动态电压恢复器理论及仿真研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 农业电气化与自动化

作者: 冯小明

导师: 杨仁刚

关键词: 电能质量,电压凹陷,动态电压恢复器,变换,形态学滤波器

文献来源: 中国农业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 动态电压恢复器(DVR)是目前补偿电压凹陷最为有效的装置。DVR通过向系统中注入标准电压与系统电压的差值来补偿系统电压的畸变,既可以解决电压凹陷、凸起的动态电压质量问题,也可以补偿三相不平衡,电压谐波等稳态电压质量问题。为了提高DVR的动态性能,减少DVR的能量输出,提高DVR的经济性及综合性,本文对DVR的电压凹陷检测算法,DVR系统控制方法和DVR补偿电压计算方法展开了研究,主要的研究成果包括以下几个方面: 利用dq变换的快速性以及形态滤波器所具有的时延短,滤波精度高的特点,首次提出了适用于DVR的电压凹陷形态学—dq变换综合快速检测算法。当电压发生凹陷时,信号经过dq变换以后通过形态滤波器滤波,可以快速、准确检测出电压凹陷的起止时刻、凹陷幅值以及相位跳变角,以达到快速跟踪补偿电压凹陷的目的。该方法具有实现容易,计算速度快等特点。考虑不同性质负载对电压幅值和相移的允许范围,以及DVR输出电压极限的限制,提出了DVR最优补偿电压计算方法。该方法通过对负载参考电压相角的旋转和幅值的“伸缩”,扩大了DVR的补偿范围,减少了DVR的有功输出。在补偿电压凸起时,能很好地抑制能量倒灌,保证DVR的安全。针对目前DVR前馈控制系统阻尼弱,稳定裕度不够,负载适应性差的缺点,提出了前馈加PD校正的前馈PD控制方法。通过对DVR系统输出与系统输入以及系统扰动之间传递函数的分析,得出前馈PD控制方法在保证DVR系统稳定的前提下,提高了系统的阻尼,增加了系统的稳定裕度,提高了系统的动态响应速度,同时对电源侧电压的扰动和负载电流的适应性也得到了提高。针对中低压配电网的特点,考虑DVR装置经济性、可靠性以及综合性,通过对DVR装置的四个主要环节设计方案的比较,确定了三相四线制DVR的主电路结构。该结构可适用于单相DVR,三相三线制DVR。在电力系统仿真软件PSCAD/EMTDC的平台上,建立了三相四线制DVR仿真模型,并利用本文所提出的检测算法、补偿电压计算方法以及前馈PD控制方法,对DVR进行了电压凹陷、凸起、不平衡、谐波的补偿研究,同时也进行了DVR的负载适应性实验,仿真结果验证了三相四线制DVR满足设计要求。

论文目录:

摘要

ABSTRACT

第一章绪论

1.1 课题的背景与意义

1.2 电能质量问题

1.3 电压凹陷

1.4 动态电压恢复器(DVR)的研究现状

1.5 本文主要工作

第二章电压凹陷快速检测算法研究

2.1 引言

2.2 基于DQ变换法的电压凹陷检测原理

2.3 数学形态滤波器

2.4 仿真实验研究

2.5 小结

第三章 DVR补偿电压计算方法研究

3.1 引言

3.2 最小能量法补偿原理及局限性

3.3 最优补偿电压计算方法

3.4 仿真实验研究

3.5 小结

第四章 DVR控制方法的研究

4.1 引言

4.2 DVR前馈控制原理

4.3 DVR前馈PD控制方法

4.4 仿真实验研究

4.5 小结

第五章三相四线制DVR主电路设计及系统仿真

5.1 引言

5.2 三相四线制DVR主电路的确定

5.3 DVR系统仿真实验研究

5.4 小结

第六章结论与展望

6.1 本文的主要结论

6.2 展望

参考文献

致谢

作者简历

发布时间: 2005-07-18

参考文献

[1].基于单周控制理论的有源电力滤波器与动态电压恢复器研究[D]. 李承.华中科技大学2005
[2].动态电压恢复器检测系统和充电装置技术的研究[D]. 张强.中国科学院研究生院（电工研究所）2006
[3].动态电压恢复器检测与控制方法研究[D]. 裴喜平.兰州理工大学2014
[4].动态电压恢复器控制技术若干关键问题研究[D]. 雷何.华中科技大学2014
[5].中频动态电压恢复器关键技术研究[D]. 刘海春.南京航空航天大学2012
[6].配电网电压质量控制器的参数设计方法与控制策略研究[D]. 张新闻.西安理工大学2016

动态电压恢复器理论及仿真研究

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