改进型动态电压恢复器的研究与设计

发布时间：2020-06-26 15:35

【摘要】：为了解决电网中存在的电能质量问题,电能补偿型电力电子装置得到了越来越广泛的研究与应用。为了治理电能质量问题中的电压暂降,动态电压恢复器(Dynamic Voltage Restorer,DVR)作为最为理想的补偿装置得到了最为迅速的发展。然而,电压暂降深度的随机性和发生时间的短暂性对DVR的检测和控制方法的设计要求很高。在DVR的组成结构中,检测单元实时检测电网电压和负载电压信号,在最短的时间里通过对比电压的特征量得到指令信号,然后通过控制单元输出控制信号给逆变器产生补偿电压,确保负载端电压处于稳定,因此更加合适的检测算法和控制策略能够让DVR具有最佳的补偿效果。本文为了更好的提升DVR的补偿效果,以检测算法和控制策略为主要研究对象,并提出了改进策略。主要研究内容如下。首先,对DVR的基本结构进行了研究,分析了各个组成单元的功能,同时通过工作原理的分析建立了等效电路模型,推导了其系统方程。并且简要分析了目前最常用的三种补偿策略,选择了对储能容量要求较小的最小能量补偿方法。其次,对DVR的检测算法进行研究。由于传统的检测算法未充分考虑电压暂降的波动量和谐波畸变等因素,导致检测时间较长。为此,本文提出了一种基于改进αβ-dq变换的检测算法,综合考虑电压暂降的波动量和谐波畸变等因素,能够保证在最短的时间内检测出电压暂降的特征量,使得DVR系统的检测时间更短。通过仿真验证了该算法在无谐波分量和含有谐波分量的情况下都能快速准确的检测出电压暂降的特征量。然后,为了优化传统的模糊PID控制的响应时间,本文基于增量式PID控制器和Mamdani模糊系统的模糊神经网络提出了一种基于改进神经网络的PID控制策略,通过改进的混合优化算法对神经网络的参数进行训练,优化调整PID控制参数。通过仿真实验,验证了该策略具有较好的控制效果,满足DVR系统的控制需要。最后,为了验证检测算法和控制策略的优越性,设计了改进型DVR系统拓扑结构,并在SIMULINK环境中搭建了仿真模型,仿真分析了无谐波分量和含有10%的三次、五次和七次谐波分量的两种情况,仿真结果表明了设计的DVR能够很好的满足电压暂降的补偿和谐波的抑制。
【学位授予单位】：安徽工程大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM761
【图文】：

流程图,谐波畸变,电网,检测算法

图３－１基于ａ／？－而变换的改进检测算法流程图逡逑在实际电网中，由于用户侧负载的多样性，电网的谐波畸变（ＴＨＤ）定的差异性。为了缩短检测时长，需要对电网侧谐波畸变进行自动测据不同的谐波畸变（ＴＨＤ）选择不同的检测算法，为此，该算法设置了的判定阈值。只进行ＴＨＤ的大小进行判定，而不对谐波的具体参数进以采用短数据窗进行采样，采样的时间间隔为２７／＾，对应的正弦波２０逡逑Ｉ逡逑

无谐波,电压暂降,相位

在无谐波暂降时刻相位为0o电压暂降20%仿真

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