MATLAB动态电压恢复器负载补偿策略研究(2)
虽然电能质量已经被大家所熟知，但是到目前为止，“电能质量”这一专业术语还未形成统一定义。查阅资料知道，IEEE曾给出电能质量问题的一般解释：在供电过程中导致电气设备出现误动作或故障损坏的任何异常现象，如电压凹陷、过电压、暂态、谐波和电气噪声等[4]。电能质量问题的分类方式用很多，其中按照产生和持续时间的长短可以将其分为稳态和动态两种形式。稳态电能质量相对持续时间较长，多大于1min。主要以波形畸变为突出的特征，表现为欠电压、过电压、电压不平衡以及谐波现象等等。而动态电能质量通常是以暂态的文持时间为特征，表现为：
1、电压的急剧上升、急剧下降，而且文持的间为0.5个周期至1min，其有效值分别为标称电压的110%到180%或10%到90%；
2、电压瞬变，电压值在短时间内发生快速变化；
3、电压闪变，电压波形上的一种快速的上升或者下降[5,6]。
在日常生产生活中，绝大多数的电能质量问题是动态电能质量问题，其中以电压
跌落最为重要。传统意义上的电能质量问题，例如谐波现象和闪变现象可以通过在电源侧采取治理措施进行解决。可以采用的控制方式有很多，例如PID控制、空间矢量控制、模糊逻辑控制、非线性鲁棒控制等[7] 。但是电压凹陷及电压断路等相似电能问题，则在电网侧解决更为合适，这也就引入了用户电力技术这个概念。用户电力技术是指将电力电子、微处理机、自动控制原理等技术运用于配电网络和中低压用电系统当中，以加强配电网络的供电稳定，减少各次谐波畸变、改善电能电压质量的技术[8]。在用户电力技术当中，经常会用到一些电能质量控制器，目前电能质量控制器的分类如下图1.1所示：
图1.1 电能质量装置
当发生电网电压跌落时，DVR能够在毫秒级之内对电压跌落进行及时有效的补偿。由于DVR仅仅在电压发生跌落时才投入工作，而正常运行时被隔离出来，所以真正的功率损耗较小，相对而言效率更高，而且DVR的费用比UPS，CVT，MG等装置更为低廉，鉴于动态电压恢复器响应速度快，并且性价比较高，越来越被一些电力用户所青睐，成为治理电压跌落问题最为经济有效的方式之一，得到了越来越广泛地应用[9]。
1.2 本文主要工作
本论文对动态电压恢复器（DVR）的主电路拓扑结构进行分析，另外就其检测方法、参数选择、逆变器结构、参考电压设置、控制策略以及补偿策略等方面进行了简略分析，主要工作内容如下：
1、了解常用的电能质量控制器，根据DVR在电网电路中所起的作用及其工作原理，确定接入电网的方式和主电路拓扑结构，将实际模型进行简化以方便实现建模。
2、检测电网电压的跌落情况，讨论分析合适的检测方式，最终选择使用基于瞬时无功理论的dq0方式进行故障检测。根据负载补偿的特点，利用锁相环对电网电压进行相位锁定，构造参考电压。
3、分析了逆变器的控制策略，采用前馈控制和负载电压反馈作为外环、滤波电容电流反馈作为内环的反馈控制。在系统控制方式确定之后，根据阻尼性、动态响应速度、稳态精度等指标分析选择电路参数。
4、动态电压恢复器的补偿策略决定了参考电压的获取方式，本文将重点放在了负载补偿上面。对补偿策略的机理进行了深入的理论分析，通过软件仿真实现了比较理想的补偿结果。