应用介绍

最近几年来高新科技的进步尤其是信息科技的突飞猛进，一些复杂的、精密度高的电力电子装置在电力系统负荷中所占有的比例越来越高，它们对电网系统中不正常干扰的感知能力比一般的机电装置更为敏感，这就对供电的质量提出了更全面和更为严格的期望，即较高的动态稳定性。就算是只有很少的几个周期的电力供应遭受断开或者电压瞬间下降，这都将能干扰到这些元器件的正常状态的运行，严重时会引起生产停工或者产品报废，导致大量的经济财产损失。通常这一类电能水平不佳的问题被命名为现代电能质量问题，其大致包括：电压的暂时降低、暂态过电压、电压的突然升高、瞬时供电中断等问题。

   治理电压暂降问题可从如下三个主要角度去处理：实施电网的技术改造，使负载对电压暂降问题的感知程度降到比较低，安装能够去补偿电压的设备。前两种方法虽然比较主动，但是成本更改，而且不能百分百解决问题，因此，有必要按照一种补偿设备来进行补偿。

   主要介绍动态电压恢复器(dynamic voltage restore)简称为DVR，它的基本工作原理如下图所示，动态电压恢复器DVR包含有逆变元器件、滤波设备、变压器、储能元器件等，它和配电同步补偿器不同，它是用串联的方式向系统中供给补偿电压。当电网正常时，负载的供电由开关完成，此时DVR不工作。当发生电压暂降或升高问题时，此时补偿电压由DVR提供，使负载的电压保持稳定。它的优点有很多，因为其只在电网异常时才工作，而其损耗也比较小。

    检测环节实时检测配电网电源侧电压幅值变化，一旦检测到配电网发生电压跌落，动态电压恢复器被串联接入配电网，同时控制单元依据检测信号计算出需要补偿的电压信号，触发逆变器生成补偿波形，保证负载侧电压稳定，避免因电压跌落所带来的设备停机等问题。

    常用的检测方法为dq检测，分为三相dq检测和单相dq检测，本文以三相dq检测进行介绍，其检测方法如下图所示

    配电网三相电压经Clarke变换与Park坐标变换后得到Ud、Uq，借助低通滤波器LPF来过滤掉所有的谐波成分，成为直流分量，然后借助坐标反变换得到三相基波电压，再与参考电压Uref经dq变换后得到的三相电压Uar、Ubr、Ucr作差，就能计算出动态电压恢复器所需的补偿电压值。此方法适用于三相对称系统的电压跌落检测，对于三相不平衡系统不再适用。以上变换矩阵与APF类似，矩阵详情不再赘述，可以参考上期APF。

   传统的电压补偿法有完全电压补偿法、同相位电压补偿法、最小能量补偿法。通过补偿能使系统电压重新恢复到跌落前的数值，而且相位与幅值均毫无差别，确保跌落发生前后负荷电压具备连续性，即为完全电压补偿，其矢量图如下所示

  Us、Usag分别为电压跌发生前的电网正常电压与电压跌落后的电网电压，UDVR为动态电压恢复器向负载侧注入的补偿电压，IL为负载侧电流，φ为功率因数角，θ为电压跌落后的相位跳变角，δ为动态电压恢复器需要补偿的相位角。即：

若PDVR大于零，补偿装置发出有功补偿负载。若PDVR小于零，配电网将向补偿系统灌入有功。