MATLAB动态电压恢复器控制策略的研究(5)
按照逆变器结构采用三相全桥或者半桥的不同，其输出端的接线方式也不同，从而使DVR装置分为两种结构：基于线电压补偿结构和基于相电压补偿结构。二者的电路结构如图2-3和2-4所示。
采用基于相电压补偿的结构时，各相之间相互独立，可以分别控制各相输出电压的幅值和相位，控制方便且可很容易补偿零序电压，适用于包括三相不对称故障的各种电网电压凹陷问题的处理。但是这种结构有三相单独的功率回路，且所需功率器件多，导致装置体积较大且成本较高。采用基于线电压补偿的结构时，各相之间相互耦合，具有结构紧凑、功率器件少、成本低等优点，但无法补偿零序电压，对电网中的三相不对称的电压凹陷问题很难达到较好的补偿结果[13]。综上所述，为了便于仿真分析，本文选择了结构更简洁紧凑的线电压补偿结构的逆变器。
图 2-3 基于线电压补偿的逆变器
图 2-4 基于相电压补偿的逆变器
2.1.3 滤波电路
DVR装置在工作时候其逆变器输出的PWM脉冲序列含有很多的高次谐波。而负载的补偿电压需要纯净的正弦基波电压，为了减少或避免DVR对电网造成二次污染，DVR装置的输出端必需安装滤波器滤除高次谐波。DVR 投入运行时，滤波器同时与逆变器的功率开关、电网系统以及负载相互耦合，因此它的结构形式、安装位置以及器件参数都会影响到DVR 装置的补偿效果。
图2-5给出了滤波器在DVR装置中可能的安装位置。滤波器的位置对DVR的性能影响很大，如果将滤波器放置在逆变器侧（A处），则可以降低串联变压器的设计容量，这主要是滤波器可以将逆变器开关的高次谐波去掉，同时，滤波器也会引起相移和幅度的衰减，给滤波器和控制器的设计带来了难度。如果把滤波器放置在线路侧(B处)，则可以利用变压器的漏感作为滤波电感，从而减少了一个滤波电感。其缺点在于串联变压器要处理高次谐波功率，它的容量必然要增大，同时滤波效果也不好。如果将滤波器放在线路侧(C处)，该结构的优点是可以用电感来消除串联变压器漏感的分布参数的影响。在控制上可以使控制器方便的取样电感或电容电流，进行电流模式控制。因此本文将滤波器置于C点。
图 2-5 滤波电路安装位置
2.1.4 串联变压器
根据电压等级和容量的不同，DVR 和电网耦合的方式有两种，一是通过串联变压器和电网耦合，二是通过电容器和电网耦合。
通过变压器耦合，变压器的隔离作用可以降低DVR 装置特别是其逆变器直流侧电压等级，降低了对各元件的耐压要求，可以提高装置的可靠性和选择电力电子器件的灵活性，还能减少绝缘成本。但是变压器的非线性特点会导致电流畸变，从而污染电网电流，这会使得电网电压的采样受干扰，导致补偿量的计算精度降低，另外变压器的短路阻抗降低了开环控制的精度，而且变压器本身也增加了装置的成本。
由于串联变压器利弊并存，所以在电压等级较低的应用场合中可以省去串联变压器，而用电容器将DVR补偿电压直接耦合到系统中去。但是在这种耦合方式下需要额外考虑逆变器的直流侧与电网隔离的问题[14]。
在有串联变压器时，若用做升压变压器，可以降低逆变器直流侧电压等级，减少储能系统的电压等级，降低开关器件的耐压等级，节省了成本。若用做降压变压器，可以减小直流测流过开关器件的电流，同时也就可以减小电流畸变带来的影响。具体选择要根据具体的负载敏感度、电压等级、开关器件特性等条件综合比较后决定。
2.2 DVR主电路参数设计