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动态电压恢复器(DVR)系统建模及控制策略研究

徐爱亲  
【摘要】: 20世纪90年代初,电能质量问题成为研究的重点,其中电压暂降成为影响电力负荷安全运行最突出的问题。动态电压恢复器(DVR)是解决动态电压质量问题最经济、有效的用户电力装置,受到国内外电力研究者的广泛关注。为了推进动态电压恢复器控制策略的理论研究和实用化研制,对DVR的控制策略进行研究是很有必要的。 针对电压暂降的问题,按照“DVR系统设计→检测算法研究→控制方法研究→系统建模→结果分析→硬件实现”的思路,利用参数模糊自整定PID控制方法,对三相无串联变压器型DVR进行控制,实现了对系统电压暂降快速、准确的补偿。主要工作如下: 1)在对DVR结构、检测方法和控制策略进行综述的基础上,分析了现有DVR的性能特点、控制难易程度和实现成本,选定了三相无串联变压器型DVR结构。并设计了相应的PWM控制方式和滤波电路。 2)对无串联变压器型DVR的控制方法进行研究。利用MATLAB/SIMULINK软件构建可分别用于三相平衡和不平衡系统电压检测的模型,分析三相dq变换和单相dq变换检测算法对电压幅值和相位检测的优缺点。然后将智能模糊控制技术应用于无串联变压器型DVR的控制中,设计模糊控制器并进行参数优化设计。对PID控制、纯模糊控制和参数模糊自整定PID控制的三种控制效果进行仿真分析,总结优缺点。 3)搭建单相无串联变压器型DVR的小功率模型机,完成了主控板和辅助板的设计,并利用C8051F005单片机实现本文提出的控制算法,以验证该方法的可行性。 仿真和实验结果表明,本文提出的参数模糊自整定PID控制能够满足DVR电压补偿速度快和精度高的要求。


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