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《清华大学》 2004年
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动态电压调节器的性能改进及其新拓扑结构的研究

李晓萌  
【摘要】:随着信息时代的到来,电力用户对电能质量的要求不断提高。基于用户电力技术的电能质量补偿装置为解决电能质量问题提供了新的手段。动态电压调节器(Dynamic Voltage Regulator,简称DVR)可有效解决电压跌落、系统电压谐波、电压波动等动态及稳态电压质量问题,是目前国内外的研究热点之一。 本文首先分析了DVR的不同补偿方式和主电路结构,实现并介绍了实验样机的控制系统。该控制系统由数控部分和逆变器闭环模拟控制两部分构成。对DVR的主要功能进行了实验研究。实验表明,该装置具有良好的动态、稳态性能,可有效提高敏感负荷的供电质量。 在实验研究的基础上,本文提出了一系列的提高系统性能的措施。文中提出了一种新的检测电压跌落的方法大大提高了DVR的相应速度。提出了一种新的同步信号发生的方法,解决了因为系统电压突变导致同步信号发生不正常的现象。根据电磁兼容理论以及相关的国家标准,对装置采取了一系列的电磁兼容保护措施,通过了电磁兼容测试。 本文介绍了一种新型的三桥臂式整流逆变结合的结构。讨论了新的拓扑结构相比较于传统结构所具有的优势。接着本文使用开关函数法建立了这种新型的单相DVR结构的数学模型,并采用了公共桥臂的控制策略,将结构中逆变器环节和整流器环节分解为两个独立的控制子系统。逆变侧选择反馈控制控制方式,该控制方法可以优化装置的补偿效果,提高装置的负载适应能力。整流侧控制子系统采用了PWM整流技术。实现了网侧整流电流的正弦化,并保证了单位功率因数控制;同时可以实现能量的双向传输。 最后针对这种新型结构以及对应的控制策略,在PSCAD中搭建了主电路和控制系统,通过在不同的负载条件,以及不同的电压跌落条件下对仿真系统进行了测试,验证了新结构和相应控制策略的可行性。
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