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电压暂降的特征量检测方法和补偿策略研究

作　者: 付学谦
导　师: 李庚银
学　校: 华北电力大学（北京）
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 电压暂降有源功率因数校正电能质量功率因数谐波
分类号: TM761.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

电压暂降导致的故障停机代价昂贵,已经成为最严重的电能质量问题之一。电压暂降检测是电压暂降补偿装置研究的重要环节。峰值电压法需要半个周期来获得电压暂降的信息,而且不能检测出相角跳变。本文介绍的基于峰值的新方法不但明显加快了检测速度,提高了检测精度,而且可以快速推导出电压暂降的相位跳变角。MATLAB仿真结果证明了该方法的有效性。为了消除无功电流、提高电网功率因数,将有源功率因数校正电路(APFC)应用于可连续运行动态电压恢复器中。通过控制APFC电路中的开关管可以抑制整流器向系统注入谐波,并将电网功率因数提高到近似为1。单相APFC电路采用电压外环、电流内环的双闭环控制策略,控制电路简单,成本低。逆变器采用开环控制策略,补偿策略采用同相位电压补偿策略。MATLAB仿真结果表明,基于APFC电路的可连续运行的动态电压恢复器可以对电压暂降进行持续补偿,使负载获得纯净的正弦输入电压。针对电压暂降问题,利用动态电压恢复器从超级电容器蓄电池混合储能装置汲取电能补偿负载电压。介绍基于有源式混合储能系统的动态电压恢复器的等效电路,建立了蓄电池电容器并联的数学模型和控制系统。应用此有源式混合储能系统,可以有效地提高整套DVR的工作特性与经济性能比。通过将有源式混合储能系统运用于DVR的仿真分析结果证明,对于持续时间较长的电压暂降,有源式混合储能系统能有效维持敏感负荷的电压恒定。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-9
第1章绪论  9-14
  1.1 电能质量问题概述  9-12
    1.1.1 电能质量的基本概念  9-10
    1.1.2 电能质量的分类  10-11
    1.1.3 电压质量问题  11-12
  1.2 电压暂降  12-13
  1.3 动态电压恢复器的研究现状  13
  1.4 本课题的主要研究内容  13-14
第2章电压暂降检测方法  14-24
  2.1 电压暂降检测方法综述  14
  2.2 传统的电压暂降检测方法  14-18
    2.2.1 有效值计算法  14-15
    2.2.2 峰值电压法  15
    2.2.3 基波分量法  15-16
    2.2.4 瞬时电压d-q分解法  16
    2.2.5 改进的dq变换法  16-18
  2.3 基于峰值的电压暂降检测新方法  18-21
    2.3.1 基本理论  18-19
    2.3.2 误差分析  19-20
    2.3.3 电网频率波动的影响  20-21
    2.3.4 谐波的影响  21
  2.4 检测方法的仿真结果比较  21-23
  2.5 本章小结  23-24
第3章电压暂降补偿策略  24-27
  3.1 暂降前补偿  24-25
  3.2 同相电压补偿  25
  3.3 最小能量补偿法  25-27
第4章基于APFC电路的UDVR的研究  27-35
  4.1 UDVR主电路原理结构  27-28
  4.2 整流器的工作原理  28-29
  4.3 逆变器的控制方法  29-31
  4.4 仿真分析  31-33
  4.5 本章小结  33-35
第5章基于有源式混合储能系统的动态电压恢复器  35-42
  5.1 储能装置  35
  5.2 主电路原理结构  35-36
  5.3 有源式混合储能系统建模与分析  36-38
  5.4 有源式混合储能系统的控制系统  38
  5.5 仿真分析  38-40
  5.6 本章小结  40-42
第6章结论与展望  42-44
  6.1 结论  42
  6.2 展望  42-44
参考文献  44-47
攻读硕士学位期间参加的科研项目和发表的论文  47-48
致谢  48

电压暂降的特征量检测方法和补偿策略研究

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