动态电压调节器电压凹陷补偿中压一级使用PI控制方案

m . Swathi Priya¹和Dr.T.Venkatesan²

PG学生,EEE称,K.S.Rangasamy技术学院Namakkal Tamilnadu,印度
教授,EEE称,K.S.Rangasamy技术学院Namakkal Tamilnadu,印度

文摘

电压敏感负载设备的增加使得工业过程必须在电能质量更容易降解。电压偏差,通常在形式的电压凹陷,可引起严重的过程,导致经济损失。在定制电源设备(CPD),应用程序的动态电压者(dvr)配电系统是最近的发明。DVR的用于保护敏感负载配电馈线电压跌落的效果。DVR通常安装在电压源和关键或敏感负载。本文介绍了DVR使用比例积分(PI)控制技术。使用Matlab / Simulink仿真执行的SimPowersystem工具箱。

关键字

动态电压调节器(DVR),电能质量(PQ),比例积分(PI),电压凹陷。

介绍

电能质量问题,如电压凹陷、电压膨胀和谐波的主要关注工商电子消费者由于巨大损失金钱和时间。高功率敏感负载,DVR显示承诺提供成本有效的解决方案比的能量储存能力不间断电源(UPS) [1] - [4]。DVR可以实现在低电压(LV)水平[5]-[9]以及中压(MV)水平[10]-[15]和DVR保护高功率应用程序从电压凹陷。DVR使用串联拓扑结构;它注入电压对系统为了补偿任何扰动影响负载电压。这旨在保护关键负荷对电压凹陷/膨胀。

电压凹陷/膨胀发生更频繁地比其他任何电能质量现象被称为最重要的配电系统的电能质量问题。电压凹陷的定义是突然降低电源电压正常的10%下降了90%。另一方面,电压膨胀的定义是电源电压的突然增加了110%到180%在rms电压基本频率与持续时间从10 ms到1分钟。根据IEEE 519 - 1992和IEEE 1159 - 1995标准,一个典型的电压凹陷和膨胀时间是1分钟[16]10 ms。断层分布水平导致电压凹陷或膨胀,从而导致敏感设备失败以及创建一个大电流不平衡可能打击保险丝或断路器。

表1显示了230 kV母线电压变化事件Mettur热电站(mtp) [17]。从表中,可以看出电压凹陷将在夏季和电压观察膨胀将冬季期间观察到的。230千伏的电压变化总线是反思230 V住宅配电系统以同样的方式。开始引起的电压凹陷和膨胀通常大型感应电动机,激励一个大电容器银行和短路故障在电网[18],[19]如单线接地故障、三相接地故障,双线路接地故障的配电系统。电力系统电压凹陷和膨胀产生重要影响的行为敏感负载。随后的不良后果是降低电动机的能量转移和敏感的分离设备和工业过程停滞不前。这将导致损失的时间和生产,可能会造成重大经济损失或损坏设备。提出了解决上述问题的一种新方法。

一般来说,电压注入从DVR补偿电压凹陷,膨胀和停机。然而,它需要一个大容量直流存储系统。在拟议的DVR设计中,比例积分(PI)控制器用于提高直流存储系统补偿电压凹陷。

动态电压调节器(DVR)

动态电压调节器始建于U。年代的电力科学研究院(EPRI)由西屋。保护自动纱线制造和纺织工厂在杜克能源公司在1996年首次安装网格系统。DVR是一系列连接固态装置,用于减轻配电系统的电压扰动。它是用来调节负载侧电压注入电压系统。

它是用来补偿负载电压在标称幅度和相位补偿电压凹陷/膨胀,电压不平衡和电压谐波呈现在公共耦合点[20]。其主要功能是快速提高负载侧电压扰动时为了避免任何权力中断负荷。

通常安装在分配系统供应和临界载荷之间的馈电点的公共连接点(PCC)。图1显示了DVR的位置。DVR的一般配置由注射/升压变压器、谐波滤波器,一个电压源变换器(VSC),直流充电电路和控制和保护系统。

在大多数凹陷校正技术,DVR需要注入有功功率分配期间的补偿。因此,储能单元的容量可以成为限制因素扰动补偿过程中尤其是下垂很长时间。电压跌落造成的不对称线行,行,double-line-to-ground和对称三相故障敏感负荷的影响。

同相电压补偿法

一般来说,有三种技术,如presag、同步和最小能量注入技术是利用计算注入DVR的电压。摘要同相补偿技术是用来计算的注入电压DVR由于其简单的实现和快速响应计算补偿电压。DVR补偿负载上的电压降可以通过一系列注入变压器注入电压同相的电压源[21]。系列的注入电压二次注入变压器和电源电压同相,如图2所示。

在正常条件下,电源电压(Vpresag)等于负载电压与零相角。在电源电压的电压凹陷/膨胀,增加或减少一个值小于或大于其名义价值。凹陷的DVR反应/事件和注入膨胀补偿电压Vinj同相电源电压恢复电压的标称值。

(4)

DVR的控制

通过三相电压凹陷是在创建负载终端的错。负载电压是感觉到,通过序列分析仪。级组件与参考电压(Vref)。脉冲宽度调制(PWM)控制技术适用于变频器切换生产50 Hz三相正弦电压在负载终端[22]。斩波频率范围内的几千赫。与PI控制器控制IGBT逆变器为了保持1单位负载终端的电压。

PI控制器是一个闭环控制器,驱动装置与控制误差的加权和的积分值。一个比例积分控制器的一个优势是,积分项在PI控制器使稳态误差为零阶跃输入。π是一个启动信号输入Vref之间的差异和Vin控制器的输出图3所示。

(5)

调制信号Vinv_ref比较反对三角信号以生成VSC阀门的开关信号,如图4所示。正弦脉宽调制方案的主要参数是信号的振幅调制指数和频率调制指数的三角信号。VSC切换策略是基于PWM技术,提供简单和良好的反应[23]- [26]。在凹陷状态,必须注入正确的电压,负载电压成为正常。

仿真结果和讨论

的整体仿真图提出了具有比例积分控制器的动态电压调节器是图5所示。在这个仿真软件模型我们有一个系统的两个平行的喂食器。在第二馈线负载串联连接。在一个馈线DVR与线连接。PI控制器是用于控制目的。这里DVR系统是连接到配电系统使用注入变压器。

表2的测试系统用来模拟对于DVR驱动。系统由一个13伏特,50赫兹生成系统,喂养两个输电线路通过上面三绕组变压器连接使用系统参数。

拟议的DVR响应一个周期内凹陷,并注入适量失踪期间电压凹陷的事件。检测电压恢复,DVR关闭传导损失最小。

仿真是由使用DVR和PI控制器。三相接地故障是应用于系统的故障0.66欧姆的电阻电压凹陷结果如图6所示以上图描述了凹陷的事件发生时间的0.2到0.4年代。时突然中断,额定电压降低了从0.8 1聚氨酯pu也就持续了一些时间;这里2 s的故障设置。DVR的注入电压从0.2到0.4年代图7所示。拟议的DVR使用比例积分控制器响应这一个周期内凹陷,并注入适量的失踪期间电压凹陷事件t = 0.2到0.4年代如图8所示。上面的图表显示了负荷点的电压大小,而时间从0.2到0.4年代,电压凹陷是减轻和电压水平提高到一些扩展的水平。

结论

DVR被认为是最好的选择,保护电压凹陷的工业设施。本文旨在提出一个比例积分控制器DVR的电压降低的分布实用工具。DVR的参考负载终端已经被获得提取参考电压。DVR已经观察到的性能是令人满意的对各种电能质量问题,如电压凹陷、电压增加电源电压。此外,它能够提供且直流总线DVR通过权力交接的交流基本频率。这些结果也表明,DVR补偿速度快和源电压故障可以通过系列电压注入变压器和补偿可以通过仿真研究了使用MATLAB软件仿真软件和电力系统块设置工具箱。

承认

这种性质的项目需要很多人的合作和支持成功完成。在这方面,我很幸运s SathishKumar教授表示衷心的感谢,苏利耶工程学院有效领导,鼓励和指导项目中。

表乍一看


表1	表2

数据乍一看


图1	图2	图3	图4


图5	图6	图7	图8

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