动态电压恢复器(DVR)及其在风电场低电压穿越中的应用研究

摘要

随着技术的发展,配电网变的日益复杂,大量对电压变化敏感的电力电子设备得到了广泛的应用,这使得暂态电能质量问题越来越受到人们的关注。这些问题中,电压暂降影响最大,如何治理配电网中电压暂降问题,成为研究的热点。
　　动态电压恢复器(dynamic voltage restorer,DVR)作为一种有源实时补偿装置,可以在几毫秒内消除电压暂降,调节补偿点有功和无功潮流,提高用户电能质量。课题在研究配电网DVR的基础上,针对风电场低电压穿越的特点,分析论证了应用DVR提高风电场低电压穿越能力的问题。对于DVR采用器件储能时补偿能力不足的问题,本文参考基于能量补偿的一些算法,提出一种基于能量和电压双重优化的E-V控制策略。
　　论文以配电网DVR为基础,介绍了DVR的工作原理和系统结构,建立了数学模型,并得出了DVR输入输出传递函数,分析了DVR的稳定性条件。详细分析了三种补偿策略(完全补偿、同相补偿、最小能量补偿)的应用场合及适用范围。对于DVR的电压检测算法,第三章中进行了详细的阐述,针对传统dq法中低通滤波器延迟和衰减的问题,采用了一种求导分离直流的改进dq算法,并最终确定以此为本文电压检测方案。
　　第四章详细论述 E-V 控制策略,该策略采用内环和外环双重控制,内环采用单周控制方法,用以产生逆变器触发信号,外环控制采用纯无功模式、最小能量注入模式和最大电压注入模式相结合的策略,达到既能为系统提供一定的无功支撑,又能延长补偿时间和能量优化配置的目的。第五章中建立了响应的系统仿真模型,对E-V控制策略及DVR在风电场中应用的可能性进行了仿真验证,仿真结果表明,该控制策略能有效提高风机低电压穿越能力,符合E.NO标准。

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第一章 绪论

§1-1 课题背景及意义

§1-2 国内外研究现状

§1-3 本文所做工作

第二章 DVR原理及系统结构

§2-1 DVR工作原理

§2-2 DVR主电路系统结构

§2-3 DVR数学模型

§2-4 DVR补偿策略研究

§2-5 本章小结

第三章 DVR电压检测方法及仿真

§3-1 几种传统电压跌落检测算法

§3-2 基于瞬时无功理论的电压检测算法

§3-3 本章小结

第四章 面向风电场的DVR控制策略及系统设计

§4-1 风电场低电压穿越

§4-2 应用DVR实现风机低电压穿越

§4-3 本章小结

第五章 系统仿真

§5-1 W-DVR系统仿真模型的搭建

§5-2 利用DVR实现LVRT仿真结果及分析

§5-3 本章小结

第六章 全文总结

参考文献

致谢

攻读硕士期间所取得的相关科研成果