【摘要】：隨著高精密負載的使用越來越廣泛,用戶對電能質(zhì)量的要求也隨之提高,即便短時的電壓跌落也會對這些負載造成影響。動態(tài)電壓恢復(fù)器(DVR)作為一種能夠有效抑制電壓跌落的電力電子裝置,開始成為研究的熱門方向。 DVR能夠輸出補償電壓保持負載電壓穩(wěn)定,一個很重要的前提就是能夠快速且準確的檢測出電壓跌落。由于電網(wǎng)電壓跌落時其幅值和相位的變化過程會影響到檢測方法的性能,因此本文首先分析了七種不同類型電壓跌落的特性,給檢測方法的設(shè)計提供了參考依據(jù)。跌落檢測方法需要在擾動較大的電網(wǎng)電壓信號中較為快速和較為準確地提取出基波信號,而且需要適用于檢測三相和單相電壓跌落�；谌笆诫x散傅里葉變換(DFT)的跌落檢測方法,其濾波能力強,但是檢測速度慢。而基于短窗式DFT的跌落檢測方法,檢測速度快,但是濾波能力弱。因此,針對這個問題,本文提出了一種基于改進的短窗式DFT的跌落檢測方法,其在短窗式DFT的基礎(chǔ)上引入了擾動濾波器,也就是將若干個二階陷波器和一個二階低通濾波器相結(jié)合,改善了短窗式DFT算法的濾波特性,同時也沒有過于延長檢測時間,在快速性和準確性上尋找到了一個折中的方案。 直流電源的高額成本會限制儲能裝置的容量,盡可能地延長補償時間對提高DVR的補償效率是非常重要的。為了避免逆變器過調(diào)制,補償電壓幅值會限制母線最低放電電壓,也就是母線可以釋放的能量,而輸出有功功率決定了母線放電的速度,因此兩者共同決定了補償時間的長短。而調(diào)整補償策略,也就是調(diào)整負載電壓相位跳變角,可以改變補償電壓幅值和輸出有功功率,也就可以改變補償時間。對于最小能量補償策略而言,本質(zhì)上是為了最大化補償時間,當(dāng)DVR僅輸出零有功功率時,補償時間為最長。但是當(dāng)DVR必須輸出有功功率時,即便功率為最小,由于此時補償電壓幅值一般較大,可以釋放的能量較少,其未必能夠提供最長的補償時間。因此,本文提出了一種改進的最小能量補償策略,根據(jù)電容放電公式建立了補償時間與負載電壓相位跳變角的關(guān)系,通過求導(dǎo)得到了最優(yōu)的負載電壓相位跳變角,從而使得DVR可以提供最長的補償時間,并進一步分析了單相和三相的補償原理以及補償特性。同時為了避免補償時負載電壓相位突變較大,本文針對改進的最小能量補償策略,提出了一種最優(yōu)的相位過渡方法。 DVR作為一種補償電壓跌落的裝置,對控制策略的動態(tài)響應(yīng)要求很高,而電網(wǎng)電壓擾動是影響其補償效果的關(guān)鍵因素。本文闡述了應(yīng)用于DVR的基于離散狀態(tài)空間的控制策略的原理,并按照能控標準型建立了包括PI+離散全狀態(tài)反饋在內(nèi)的閉環(huán)模型,以及借助閉環(huán)模型理清了負載電壓與電網(wǎng)電壓、負載電流的耦合關(guān)系,并獲得了各自的前饋解耦通道。包含PI調(diào)節(jié)器的離散狀態(tài)反饋控制用于阻尼LC諧振尖峰,增大控制帶寬和提高穩(wěn)定性,并通過前饋解耦的方法抑制電網(wǎng)電壓和負載電流擾動,增強暫態(tài)性能。該控制策略的參數(shù)較多,雖然利用直接極點配置法設(shè)計控制器參數(shù)比較簡便,但是無法直觀地了解參數(shù)設(shè)計與控制性能的關(guān)系,尤其是PI零點及其阻尼極點的位置較為依賴經(jīng)驗。因此,本文提出了一種基于虛擬電阻法的參數(shù)設(shè)計方法,利用全狀態(tài)反饋使得濾波電感上串聯(lián)一個阻值可調(diào)的虛擬電阻。根據(jù)穩(wěn)態(tài)誤差、相位裕度以及w域中的勞斯穩(wěn)定判據(jù)的要求,得到PI參數(shù)和虛擬電阻阻值的取值區(qū)間,從中選取出合適的控制器參數(shù)。該參數(shù)設(shè)計方法將控制器參數(shù)從5個等效減少為3個,簡化了設(shè)計過程,同時更加利于分析系統(tǒng)性能。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TM761.12

【參考文獻】

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本文編號：2462934