动态电压恢复器及其检测方法的研究

发布时间：2017-09-30 15:43

  本文关键词：动态电压恢复器及其检测方法的研究

  更多相关文章： 动态电压恢复器 交互式检测方法 改进dq变换检测法 LMS数字滤波器 软件锁相环

【摘要】：随着电力电子技术和敏感负载的大量应用与发展,对电能质量提出了更高的要求,研究表明,其中电压暂降问题发生频率最高、带来的经济损失最大、影响最为严重。因此,采取有效措施解决电压暂降问题,保证电压质量和供电可靠性至关重要。动态电压恢复器(DVR)以其补偿效果好、性价比高等优势,成为电压暂降补偿最经济、有效的手段之一。当系统发生电压暂降时,快速检测电压暂降补偿量是实现DVR有效补偿的前提条件,因此,对电压暂降检测方法的研究具有重要的理论与实际意义。本文介绍了DVR的工作原理和主电路拓扑结构,在选取DVR装置的主电路及其参数、补偿方法和控制方法的基础上,主要对动态电压恢复器的电压暂降检测模块做了深入的探索和优化。针对DVR装置检测模块连续运行存在能耗过大、检测延时的问题,提出一种结合改进广义S变换和有效值(RMS)算法的交互式检测方法,利用时频分辨率的聚集特性准则对广义S变换法进行改进,以获得尽量高的时频分辨率,实现突变信号点的定位检测,对处理后的模时频矩阵进行广义S逆变换,实现去噪及滤波。若发生电压暂降,则RMS检测模块开始作用,检测电压暂降幅值;若未发生电压暂降,则广义S变换单独作用。因交互式检测方法具有适用于发生频率较低的场合、不易实现的局限性,对传统dq变换检测算法进行改进,提出基于自适应最小均方(LMS)滤波器及其软件锁相环的改进dq变换新方法,结合自适应LMS算法与延时正反馈构成数字滤波器,将其应用于dq变换的软件锁相环控制过程中,并使滤波环节提前,采用求导法瞬时分离出dq坐标系下的直流分量,代替传统的低通滤波器。通过PSCAD/EMTDC软件平台仿真,分析对比两种检测方法的优缺点及对DVR补偿效果的影响。仿真结果表明,在满足DVR检测准确性、实时性要求的基础上,交互式检测方法能耗少,单模块工作时,延时较小,较适合用于对检测精度要求不高、发生暂降频率较低的场合;改进dq变换检测方法检测精度高、延时短,且实现简单,使用范围较为普遍。构建单相DVR试验样机系统,并对试验系统所用功率变换电路、信号调理电路及同步电路进行设计,采用STM32系列主控芯片对实验系统进行软件编程,实验结果验证所提检测方法的可行性和有效性。
【关键词】：动态电压恢复器 交互式检测方法 改进dq变换检测法 LMS数字滤波器 软件锁相环
【学位授予单位】：江苏大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM761.1
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-18
• 1.1 课题研究背景及意义10-11
• 1.2 电压暂降问题11-13
• 1.2.1 电压暂降的定义11-12
• 1.2.2 电压暂降产生的原因与危害12
• 1.2.3 电压暂降抑制措施12-13
• 1.3 DVR及其检测方法研究现状13-15
• 1.3.1 DVR研究现状13-14
• 1.3.2 DVR检测方法研究现状14-15
• 1.4 本文主要工作15-18
• 第二章 动态电压恢复器主电路及工作原理18-32
• 2.1 DVR工作原理18-19
• 2.2 DVR主电路选择19-25
• 2.2.1 DVR拓扑结构19-24
• 2.2.2 DVR参数选择24-25
• 2.3 DVR控制与补偿方法25-30
• 2.3.1 DVR控制方法选择25-27
• 2.3.2 DVR补偿策略27-30
• 2.4 DVR检测方法30-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 结合广义S变换和RMS法的交互式检测方法32-44
• 3.1 暂降信号定位与滤噪32-38
• 3.1.1 广义S变换基本原理32-33
• 3.1.2 高斯窗口调节参数优化33-34
• 3.1.3 暂降信号特征量的定位分析34-37
• 3.1.4 电压暂降信号的滤噪实现37-38
• 3.2 RMS法的电压暂降检测原理38-40
• 3.3 交互式检测法在DVR中的应用40-42
• 3.4 交互式检测方法的仿真分析42-43
• 3.5 本章小结43-44
• 第四章 基于软件锁相环的改进dq变换检测方法44-56
• 4.1 瞬时dq变换法电压暂降检测原理44-46
• 4.2 基于自适应LMS滤波器的软件锁相环46-53
• 4.2.1 数字滤波器46-47
• 4.2.2 自适应LMS滤波器的设计47-50
• 4.2.3 基于LMS滤波的软件锁相环设计50-53
• 4.3 改进dq变换检测法的实现与仿真分析53-55
• 4.4 本章小结55-56
• 第五章 动态电压恢复器的仿真与实验分析56-73
• 5.1 DVR系统仿真框图56-59
• 5.2 仿真结果对比分析59-65
• 5.3 实验系统硬件电路设计65-69
• 5.3.1 功率变换和驱动电路设计65-66
• 5.3.2 信号采样与同步电路设计66-69
• 5.4 实验系统软件设计69-72
• 5.5 本章小结72-73
• 第六章 总结与展望73-75
• 参考文献75-79
• 致谢79-80
• 攻读硕士学位期间已取得的科研成果80

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本文编号：949036