动态电压恢复器dvr原理 -回复

串联型动态电压调节装置（DVR）一、【项目说明】1、项目概述动态电压恢复器(DVR)串接在电源和敏感负荷之间，是一种采用电力电子技术实现的电压补偿装置，其主要的补偿对象是电压跌落，同时能够对谐波、闪变、不对称等多种电压质量问题提供补偿。

当电压跌落发生时，DVR可以在毫秒级内将电压跌落补偿成正常值。

DVR在电压正常时旁路运行，在电压跌落时，提供满足负载正常工作所需要的功率消耗。

当DVR出现故障时可以很方便的切换的检修模式，在不影响负载运行的情况下进行DVR设备检修。

本装置容量设计为负载容量的10％—60％之间，补偿范围远远大于市场上的30%—50%。

它能够满足更宽范围和更高要求的电压跌落补偿需要，因此它是抑制电压跌落的最有效的补偿装置。

2、目的意义DVR是应运而生的专事治理电压跌落的高新技术设备，它串联在供电电源和用电负荷之间，在供电线路电压发生跌落的时候，实时产生相应的电压进行补偿，使敏感负荷不会因供电电压的跌落而受影响。

动态电压调节技术是在大功率电力电子技术、现代控制理论和通讯技术的基础上发展起来的，是近代供用电技术发展的新趋势之一。

随着现代工业的发展，对供电质量的要求也越来越高，相应对DVR产品的需求越来越急迫。

开发DVR产品能够满足市场的需求，推动电网电能质量的治理水平。

二、【实施方案】串联型动态电压调节器（DVR）的工作原理如图1所示。

DVR串联在电源和负荷之间。

当电源发生电压跌落时，DVR可在3~5毫秒之内产生和跌落电压幅值相等、相位相同的补偿电压，叠加到跌落相上，使负荷侧电压保持稳定，确保负荷安全、稳定运行。

图1 DVR工作原理图图2 DVR单相主电路结构DVR主电路结构如图2所示，为了很好地解决三相不平衡跌落补偿问题，DVR主电路将采用三单相结构。

单相主电路解决方案如下：1. DVR与电网之间通过隔离变压器进行电气隔离，变压器原边与电网相连，副边与PFC输入侧相连。

一方面该变压器起到隔离作用，另一方面通过原副边变比可以调整直流电源范围。

动态电压恢复器的原理及控制综述KONG Shuhong, YIN Zhongdong，SHANRenzhongNorth China Electric Power UniversityBeijing , Chinae-mail: kshsh043@SHANG WeidongKaifeng Power Supply CompanyHenan，China摘要随着自动化技术信息化的发展，动态电压问题日益凸显。

动态电压恢复器（DVR）是现代配电系统中重要的缓解电压暂降的电力设备。

DVR的工作原理、结构和控制方法在许多DVR相关的学术会议和期刊上被引用和比较。

同时对未来DVR在电力系统中的应用和一些问题提出了建议。

关键词：电压暂降;动态电压恢复器（DVR）；控制技术；电能质量；优化的补偿；储能I引言最近几年，社会对于高功率质量（PQ）和电压稳定性的要求显著增加。

PQ 特性包括频率变化，电压变化，电压波动，不平衡三相电压，电压突变和谐波失真。

对于敏感的设备的一个严重威胁是持续10至100毫秒的电压暂降（60％至90％的额定电压的下降）。

电压暂降是因为大功率电机并网或切换操作时由动物接触，暴风雨，设备故障，绝缘故障，短路冲击电流较大等因素引起的。

这将导致巨大的财产和经济损失。

众所周知的保护关键负载不受干扰的定制功率器件有：STA TCOM分布（静止同步补偿器DSTATCOM），动态电压恢复器（DVR）和统一电能质量调节器（UPQC）。

DVR主要用于解决电压暂降问题。

1996年8月，Westinghouse电气公司在加利福尼亚州南部的Anderson在12.47KV变电站安装了世界上第一台DVR。

它主要为自动生产的工厂提供保护。

随后，ABB，西门子等其他公司也开发了自己的的产品来保证敏感负载的电压质量。

所以，在DVR的结构，参数检测，闭锁，补偿和控制技术等方面进行了大量的电力系统的研究。

在这片论文里，将对DVR的控制技术和结构进行调查和比较。

长春工程学院学报(自然科学版)2020年第21卷第4期J.Changchun Inst.Tech.(Nat.Sci.Edi.),2020,Vol.21,No.44/26 17-22ISSN1009-8984CN22-1323/Ndoi：10.3969/j.issn.1009-8984.2020.04.004动态电压恢复器控制策略的研究综述薛广业孟祥萍12，纪秀12(1.长春工程学院电气与信息工程学院，长春130012；2.智能配电网测控与安全运行国家地方联合工程研究中心，长春130012)摘要：电力系统中区域性供电不平衡和负荷波动会导致系统电压跌落，随着用户对电能质量要求的不断提高，解决这类问题显得极为迫切。

动态电压恢复器作为治理电压跌落的最有效的途径之一，近些年来受到学者们的广泛关注。

控制策略是动态电压恢复器研究中最为关键的部分，主要负责检测、计算和确定补偿所需的电压或电流。

不同的控制策略对动态电压恢复器的控制性能不同。

对动态电压恢复器中的线性控制策略和非线性控制策略及其改进的控制策略进行综述，阐述了不同控制策略的原理、特点及动态电压恢复器在不同控制策略下控制性能的效果分析。

为了进一步推动动态电压恢复器控制策略的研究和发展，对动态电压恢复器控制策略未来需要深入研究的方向进行了展望。

关键词：动态电压恢复器(DVR)；电压跌落；控制策略中图分类号:TM76文献标志码:A文章编号：1009-8984(2020)04-0017-060引言电网技术的不断进步和人们对电能质量需求的不断增加，使电能质量的监测和治理成为新的研究热点。

对电能质量各种扰动的监测发现，目前电网电压跌落已成为亟需解决的问题。

对比当前对电能质量治理的各种方法，动态电压恢复器对电网电压暂降的补偿和治理具有明显的优势。

为了有效地解决由于电压跌落引起的电能质量问题，需要对动态电压恢复器尤其是对它的控制策略进行研究。

本文先从动态电压恢复器传统的线性控制策略和非线性控制策略两大部分展开研究，最后对动态电压恢复器控制策略的方向和应用进行了展望。

动态电压恢复装置（DVR）研发与应用目前国内有两种低电压穿越装置，文章根据公司存在的问题，详细阐述了这两种系统的结构和工作原理，提出了直流储能系统尚且存在的一些关键性问题，并对比分析了两种应用方案各自的优缺点，显示出DVR的优越性并有针对性地分析了改造后的经济效益。

标签：直流储能；DVR；低电压穿越；测试1 研究背景我厂每台锅炉的燃料供给系统采用的给煤机内部变频器型号为系列，属于西门子公司的M440系列产品，主电机额定功率2.2KW，当遭遇厂用电系统电压波动时极有可能会引起变频器跳闸，造成给煤机停机。

当给煤机跳闸后会向现场的DCS控制器发送信号，在实际的操作规程中给煤机跳闸是需要人工重启的，这就延长了给煤机恢复运行的时间，当在线的给煤机数量不能满足燃料供给需求时DCS会启动MFT（锅炉自动灭火）程序，造成锅炉灭火，造成机组解列。

不但给火电厂造成巨大的经济损失，严重的会引起电网的潮流倒送，对电网造成冲击，严重威胁电网的运行安全。

2 两种方案性能对比目前，国内有两种低电压穿越装置，一种是直流储能系统，该系统为变频器的直流母线供电，需要和负载共用电源，另一种是DVR系统，该系统直接为变频器供给交流电源，配置超级电容，在系统完全断电的情况下，仍可满足负载持续运行，下面对该两种系统的对比优缺点分析如下：2.1 直流储能直流储能系统主要由：充电机、储能单元（一般由铅酸蓄电池组成）、BOOST 电路、控制系统等部分组成，系统工作时：BOOST电路将直流电升压至DC540V 左右，通过变频器刹车电阻连接端子接入变频器的直流母线，在电压跌落时通过外部能量维持变频器内部母線电压稳定。

虽然直流储能系统构成比较简单，响应时间也可以达200s，但其还是不能完善地解决一些关键的问题：（1）无法实现高电压穿越；（2）无法实现电压到零穿越；（3）变频器停机时需要DCS联动；（4）无法对控制电源形成有效的保护。

2.2 DVR方案（可以满足国家电网高、低电压的穿越要求）DVR设备的核心理念是微网系统，当电源异常时通过电子旁路的快速关断，可以使给煤机系统组成的微网和厂用电系统隔离，无论厂用电系统电压骤升还是暂降，都影响不到微网系统内设备的正常运行。

1142022年6月下 第12期 总第384期1.“晃电”相关情况介绍1.1“晃电”发生的原因“晃电”是电压暂降（Voltage Sag）的通俗叫法，造成电压暂降的主要原因有2种：一是电力系统发生故障，如冰雪、暴雨、雷电、大风等天气原因导致的电力系统故障，如动物或者风筝挂线、建筑施工挖伤电缆、设备故障、人员误操作等偶然事件导致的电力系统故障。

电力系统故障造成的电压暂降持续时间较短一般不超过2s。

二是电力系统内部大型冲击性负荷（如较大功率的电动机）的启动、线路切换等，此类原因造成的电压暂降持续时间较长，从几秒到数分钟[1]。

1.2“晃电”时电压的幅值变化我国电网采用的是标称频率为50Hz 的三相交流电力系统，三相电压幅值相等，相位差为120°。

20kV 及以下三相供电电压偏差为标称电压的±7%[2]。

电压暂降是指电力系统中某点电压方均根值暂时降低至系统标称电压的0.01p.u.～0.9p.u.，并在短暂持续10ms ～1min 后恢复到正常值附近的现象[3]。

电压暂降时电压波形的变化情况如图1所示。

图1 电压暂降时电压波形变化情况1.3“晃电”引起低压电动机停运的原因典型的低压电动机一次回路由断路器、交流接触器、电动机串联组成，正常操作时通过现场操作柱控制交流接触器的吸合和释放，从而实现电动机的启动和停止，当交流接触器的二次控制线圈得电，静铁芯产生电磁吸力克服弹簧弹力将动铁芯吸合，一次回路导通，电动机启动。

交流接触器的制造性能要求在周围空气温度为-5℃～+40℃范围内，交流接触器在控制电源电压为额定电压值的85%～110%范围内均应可靠吸合，控制电源电压在额定电压值的20%～75%范围内均应释放和完全断开[4]。

当交流接触器的控制电源电压低于额定电压值的50%甚至70%，持续时间超过1个周波时，交流接触器将自动释放。

当电网发生“晃电”时，会造成交流接触器二次控制线圈电压降低或者短时断电，导致静铁芯产生的电磁吸力小于弹簧的弹力使交流接触器意外释放，一次回路断开电动机停止运行。

dvr电压暂降恢复装置标准
DVR（电压暂降恢复）装置是一种用于电力系统中的保护装置，
其主要作用是在电压暂降（短时电压下降）发生后，恢复电力系统
的正常运行。

关于DVR电压暂降恢复装置的标准，可以从以下几个
方面进行全面回答：
1. 国际标准，国际电工委员会（IEC）制定了一系列与电气设
备和系统相关的国际标准，其中包括了DVR电压暂降恢复装置的标准。

例如，IEC 61000系列标准涵盖了电磁兼容性（EMC）的要求，
而IEC 60060系列标准则涉及高压试验等方面的要求。

2. 行业标准，不同国家和地区的电力行业通常会制定针对DVR
装置的标准和规范，以确保其在特定环境下的安全和可靠性。

这些
标准可能由国家标准化机构或行业协会制定，例如美国的IEEE标准、欧洲的EN标准等。

3. 技术标准，DVR装置的技术标准涉及其设计、性能参数、安
装要求、测试方法等方面。

这些标准可以包括设备的额定电压、额
定频率、响应时间、恢复时间等技术指标，以及设备的接线图、外
部连接要求等技术细节。

4. 安全标准，电力设备的安全性是至关重要的，因此DVR装置
的标准也会涉及到安全方面的要求，包括设备的绝缘等级、防护等级、防雷击能力等安全相关参数。

总的来说，DVR电压暂降恢复装置的标准涵盖了国际标准、行
业标准、技术标准和安全标准等多个方面，以确保其在设计、制造、安装和运行过程中能够满足电力系统的要求，保障电网的安全稳定
运行。

这些标准的制定和遵守对于提高电力系统的可靠性和安全性
具有重要意义。

基于PSCAD的动态电压恢复器DVR控制功能仿真摘要：电网电能质量事件多数为电压暂降，抑制电压暂降的主要方法，就是安装动态电压恢复器（DVR）。

介绍了DVR基本工作原理，并分析DVR电路拓扑的串联型和串并联混合型特点及应用场合。

基于PSCAD自定义的元件脚本接口，搭建了DVR仿真模型，利用PSCAD脚本接口调用外部控制功能子程序，完成控制功能算法仿真测试。

关键词：DVR；动态电压恢复器；PSCAD；仿真1.引言电压暂降又称为电压跌落、电压骤降，是指在工频下，电压有效值短时间内的下降。

目前，国际上对电压暂降的幅度没有统一的规定，我国DL/T1229-2013动态电压恢复技术规范，电压暂降定义为电压有效值下降到额定值的 90%～1%，故障持续时间10ms～1min。

电压暂降产生的原因主要有电力系统故障，大容量电机的启动和负载突增，以及大型变压器投入运行等。

根据权威数据，92%以上电能质量事件为电压暂降和暂升，其它电能质量事件所占比例不到8%。

目前，抑制电压跌落方法，主要是安装大容量UPS、动态电压恢复器DVR。

DVR等效为可控电压源，串联至电网中，电网电压暂降时，DVR输出相应电压与电网共同给负载供电，保持负载电压不变。

2.DVR工作原理DVR电路拓扑分为串联型或串并联混合型两类，其与电网耦合方式，分为串联变压器和串联电容器两种耦合方式。

串联型DVR，直流能量由直流储能供给，电压暂降补偿时间由直流储能单元容量来决定，电池维护费用高；串并联混合型DVR通过电网获取直流能量，实现对电压暂降连续补偿，弥补串联型DVR不足[2][4]，见图2.1。

图2.1 串并联混合型DVR电路拓扑动态电压恢复器DVR串联在电源和负载之间，是一种串联型电压控制系统，功能等效于可控电压源[3]。

当供电线路发生电压跌落时，根据预设的控制策略，快速产生与跌落电压的幅值相等、相位相同的补偿电压，叠加输出到电压跌落相上，使得负载侧电压保持稳定，确保负荷安全运行，见图2.2。

摘要由于现代科技的发展，非线性负载和电力电子装置应用广泛，它们对电压扰动极其敏感，几个周波的电压扰动可能导致它们失灵或彻底损坏。

在各种电压扰动或干扰因素中，电压跌落尤为明显，并已成为影响诸多用电设备正常运行的非常严重的动态电能质量问题。

而且电压跌落具有不可预见性，影响范围较大，会造成相当大的经济损失。

因此，利用补偿装置消除瞬时电压跌落、提高电能质量非常必要。

本文以动态电压恢复器（Dynamic V oltage Restorer,DVR）为研究对象，首先介绍了研究DVR的目的意义和DVR的发展概况，阐述了其主电路结构和工作原理，并对主电路结构的选择以及参数的设计进行了理论分析。

其次，在目前跌落电压特征量的检测方法中，基于瞬时无功功率理论的单相dq变换检测方法应用广泛，但需要考虑由单相电压虚构三相电压的问题。

本文讨论了Hilbert变换检测法和小波变换检测法，并通过仿真比较，确定小波变换检测法具有较好的检测性能；对比了目前广泛使用的滞环控制和定时控制两种跟踪型PWM控制方式，选取定时控制的瞬时值比较方式作为DVR中PWM逆变器的控制方法。

最后，在理论研究的基础上，应用MATLAB中的SimPowerSystems工具箱对DVR进行了建模仿真，对比了电网中发生电压跌落、电压上升和电压跌落并伴有谐波等几种电能质量问题时DVR的补偿性能。

仿真结果证明了DVR所采用的检测方法和控制策略的正确性，且具有较好的补偿特性，且能够同时解决电网中的多种电能质量问题。

关键词：电能质量；动态电压恢复器；电压跌落；MATLAB仿真目录摘要 (1)目录 (1)1绪论 (2)1.1 动态电压恢复器（DVR） (3)1.2 DVR功能特点 (3)1.3 DVR性能指标 (3)1.4 工作原理与结构 (3)1.5 应用场合 (5)2 动态电压恢复器的主电路参数设计 (5)2.1 主电路的结构选择 (5)2.1.1 逆变器的选择 (5)2.1.2 串联变压器 (6)2.1.3 输出滤波器 (7)2.1.4 直流储能单元的选取 (7)2.2 DVR主电路参数设计 (7)2.2.1 DVR容量 (8)3.2.2 直流测电压 (8)2.2.3 串联侧滤波电路 (9)2.2.4 主电路参数的设定 (9)3 结论和展望 (10)参考文献 (12)1绪论随着工业化程度的日益提高，电力负荷急剧增加，特别是冲击性、非线性负荷容量的不断增长，使得电网出现各种各样的电能质量问题。