一种动态电压调节器研究

摘要

随着经济的发展，我国用电负荷逐年增加，电网电压跌落和波形畸变的现象时有发生，这给敏感设备用户带来很大的困扰和经济损失。与此同时，电力电子设备在电力系统的应用也越来越广泛，各种为解决电能质量问题的设备相继问世，其中包括UPS、UPQC和DVR。与UPS和UPQC相比，动态电压调节器（DVR）在性能和成本方面占有很大的优势，因而受到了广泛的关注，被认为是最有前景的电能质量调节装置。 本文首先给出了DVR的典型结构，详细说明了它的工作原理，并且对它的主要组成部分整流装置、储能装置、逆变装置、滤波装置等做了必要的分析。 快速检测电网电压的波动情况是DVR快速动作的先决条件，它是影响实时性和补偿精确度的关键，本文介绍了几种比较常用的检测算法，并作了仿真验证。 然后应用MATLAB建立了单相DVR和三相DVR仿真模型。对于单相DVR，采用前馈控制，检测方法应用导数算法检测幅值。对于三相DVR，采用反馈控制，检测方法应用d-q坐标变换法。无论三相DVR还是单相DVR，都采用同相补偿的补偿策略，即对于电压跌落，补偿电压与系统侧电压同相。针对系统侧电压的波形畸变做了仿真，仿真结果验证DVR确实能改善负载侧电压质量。 然后设计了主电路和控制电路。在逆变器的PWM控制方法中，SPWM是应用最普遍的，本文着重介绍了和电网同步的正弦波的产生方法，SPWM产生电路，开关管驱动电路。