缓解电压凹陷/膨胀提高配电系统的电能质量使用自定义电源设备(DVR)

Tripti波斯货币¹,K.P.Singh²

PG学生(PED),部门EEE, MMMUT,戈勒克布尔、印度
副教授,EEE称,MMMUT,戈勒克布尔、印度

文摘

定制的权力是一个概念的基础上,应用电力电子控制器的分配制度,提高电能质量。动态电压调节器(DVR)是一个定制的设备,可以减少电压凹陷/膨胀,不平衡和电压谐波来自供应方。DVR已成为近年来非常流行的低压和中压应用程序。本文的建模和模拟DVR,其功能、配置、组件和各种控制策略。DVR是快速、灵活和高效解决电压凹陷的问题。本文讨论了abc dqo基地新控制算法来产生脉冲。该控制方案简单设计和具有良好的电压补偿功能。新情况下本文讨论包含谐波电源电压。的有效性提出了通过计算机模拟技术研究了利用MATLAB / SIMULINK仿真软件。仿真结果表明控制系统的验证。

关键字

电能质量,电压跌落/膨胀,DVR,定制电源设备,MATLAB / SIMULINK仿真。

介绍

电能质量问题处理等各种干扰电压凹陷/膨胀,闪烁,谐波失真,脉冲瞬态干扰[1]。电压凹陷可以发生在任何即时的时间、振幅从10 - 90%和持续半个周期持续时间一分钟[3]。电压膨胀,另一方面,是指增加均方根功率频率的电压或电流持续时间从半周期到1分钟,典型的震级在1.1和1.8之间p.u。[2]。电压凹陷最严重的电能质量问题在配电系统电压膨胀不一样重要在配电系统电压跌落,因为他们不太常见。电压凹陷和膨胀会导致敏感设备关闭或失败,以及创建一个大的电压和电流的平衡,可能打击保险丝或断路器。这些影响可能非常昂贵的为客户,从少数质量变化[5]生产停机时间和设备损害。有许多不同的方法来降低电压凹陷和膨胀,但使用一个定制的电源设备被认为是最有效的方法。高等电力敏感负载的能量储存能力不间断电源(UPS)变得非常昂贵,动态电压调节器(DVR)显示承诺提供一个更成本有效的解决方案。DVR使用串联拓扑结构来增加电压供应检测到当一个凹陷。关掉一个大电感负载或激励一个大电容器银行是一个典型的系统事件导致膨胀[1]。 This paper introduces Dynamic Voltage Restorer and its operating principle. Then, a simple control based on dqo method is used to compensate voltage sags/swell. At the end, MATLAB/SIMULINK model based simulated results were presented to validate the effectiveness of the proposed control method of DVR.

二世。系统配置

动态电压调节器是一系列连接设备旨在维持一个恒定的RMS敏感负荷电压值。DVR的主要部分是:

(我)控制系统

(2)能源存储

(3)电压源变换器

(四)谐波滤波器

(v)注入/串联变压器

DVR的主要功能是保护敏感负荷电压凹陷/膨胀来自网络。DVR应该位于敏感负荷的方法。如果一个错误发生在其他行,DVR voltageV插入系列_DVR和补偿负载电压故障前的值。三阶段注入电压的瞬时振幅控制如消除总线故障的任何不利影响到负载voltageVLThis意味着任何差动电压瞬态干扰造成的交流支线将由一个等价补偿电压转换器和注入介质产生的电压水平通过升压变压器。DVR是独立于类型的故障或系统中发生的任何事件,提供整个系统仍然连接到供应网格,即线路断路器不旅行。对于大多数实际情况下,一个更经济的设计可以通过只补偿的积极和负序分量的电压扰动输入的DVR。这个选项是合理的,因为一个典型分布总线配置零序扰动的一部分不会通过降压器因为无限的阻抗为这个组件。DVR的操作有两种模式:待机模式,推动模式。在待机模式(V_DVR= 0)升压变压器的低压绕组通过转换器做空。没有半导体的开关操作发生在这种模式下,由于个人转换器腿触发等建立变压器的短路路径连接。因此,只有传导损失相对较低的半导体在当前循环导致的损失。DVR将大部分时间在这种模式下。在增强模式(V_DVR> 0)DVR注入补偿电压的升压变压器由于检测电源电压扰动[4]。

上面的图显示了DVR的等效电路,当源电压下降或增加,DVR注入一系列voltageVinj通过注入变压器,这样所需的负载电压大小六世可以维持。系列注入电压级六世可以维持。该系列注入了DVR的电压可以写成

在那里;V_负载所需的负载电压大小吗

V_年代源电压在凹陷/膨胀状态么

负载电流L_负载是由,

三世。该方法

图3显示了DVR的配置方法,使用MATLAB / SIMULINK设计,在三相半桥逆变器的输出连接到公用事业供应通过wye-open串联变压器连接。一次电压扰动发生时,借助dqo转换控制方案为基础,逆变器的输出可以引导阶段的交流源负载时保持不变。对于该方法的滤波方案,安装逆变器的输出电容和电感。

四、DVR的设计

控制单元是DVR的核心。控制器的基本功能在DVR的电压凹陷检测/膨胀系统中的事件,触发脉冲的生成正弦PWM直粱逆变器为基础,计算校正电压的修正系列中的任何异常电压注入和终止时的触发脉冲事件已经过去了。控制器也可以用来改变直粱变频器整流模式充电的电容器直流能量链接没有电压凹陷/膨胀。dqo转换或公园的转换(6 - 7)是用来控制DVR。dqo方法给出了凹陷深度和相移信息,开始和结束时间。量表示为瞬时空间向量。首先将电压从ab - c参考系d-q-o参考。零序分量被忽略。提出了系统的控制方案是基于实际的比较电压和所需的电压。有两个,三个阶段可编程电压源在拟议的系统配置,一个是参考电压,另一个是测量终端电压。 Control scheme will follow these voltage sources continuously. Comparison of reference voltage source and measured terminal voltage will generate the error signal. The error signal is used as a modulation signal that allows to generate a commutation pattern for the power switches (MOSFET’s) constituting the voltage source converter. The commutation pattern is generated by means of the sinusoidal pulse width modulation technique (SPWM); voltages are controlled through the modulation.

控制系统采用abc dqo dqo电压转换。在正常条件和对称的条件下,电压恒定和d-voltage团结在部件和q-voltage是零部件但在异常条件各不相同。后比较d-voltage和q-voltage所需的电压,生成错误d和错误问。这些错误组件转换成校正组件使用dqo转换。提出了控制技术块如下图所示:

诉仿真模型

提出了在仿真软件系统配置准备。由于DVR系列连接装置,所以它将连接在系列分布系统。这里可编程电压源作为电压源。L.V.一边注入变压器连接到电压转换器。误差电压通过比较产生参考电压与实际电压测量系统,因此开关脉冲电压源变换器将生成的离散的PWM发生器。VSC用于本文是基于MOSFET的电力电子装置。电压源变换器将提供交流电压通过注入变压器。

1电压凹陷

仿真开始时40%的电压凹陷在电源电压启动0.1秒,仍将以0.2秒总凹陷持续时间0.1秒。DVR将注入正电压组件在所有三个阶段的电压只有这些时间补偿负载电压。可以看出凹陷期间负载电压还有一些小的瞬变。DVR不平衡条件下的有效性为40%在公用电网单相电压凹陷是图所示。DVR将在1 p.u保持负载电压恒定。

2电压膨胀

第二个仿真显示了DVR的性能在一个电压膨胀状态。仿真开始时40%的电压增加持续时间0.1秒。DVR操作非常快和注入适当的负电压大小来补偿电源电压。

V.3当电源电压包含谐波:

DVR也模拟了考虑谐波出现在正常的电源电压。电源电压由高阶谐波。1,点年代持续时间和将模拟总持续时间0.02秒。DVR注入适当的电压来补偿谐波和负载电压的基本。

DVR的THD降低33%,在负载电压源电压至1.61%,显示适当的操作。

六。结论

建模和仿真的方法,使用MATLAB / SIMULINK DVR。控制系统基于dqo技术这是一个按比例缩小的误差源的DVR及其参考凹陷/膨胀修正提出了。仿真表明,DVR性能令人满意在降低电压凹陷/膨胀。DVR还可以补偿谐波电压。其正确操作表明,DVR官减少了从断电压修正常数负载电压。DVR处理平衡和不平衡的情况下保持负载电压平衡和持续的名义价值。

七世。附录:系统数据

1。电源电压= 440 V

2。线频率= 50赫兹

3所示。DVR直流电压= 440 V

4所示。系列变压器1:1