动态电压恢复器控制策略分析

动态电压恢复器的原理及控制综述动态电压恢复器（Dynamic Voltage Restorer，DVR）是一种用于电力系统中电压质量改善的装置。

它能够通过迅速补偿电压瞬态、闪变以及短暂的波动，使电力设备获得稳定的电压供应，提高电力系统的可靠性和稳定性。

1.电压检测：DVR根据电压检测单元实时监测电力系统的电压波形。

一旦检测到电压异常，DVR将立即采取控制策略进行干预。

2.能量储存：DVR采用能量存储单元（如超级电容器或电池组）储存能量，以供电压补偿时使用。

这些能量存储器具有高效能量存储和释放的特性。

3.控制策略：DVR通过控制单元对电流进行控制，以达到电压的补偿目的。

常见的控制策略包括电流控制和电压控制。

电流控制通过对DVR的输出电流进行控制来实现电压补偿；电压控制则是通过在电网和负载之间插入电压源，并使其与电网电压同相同频同幅来实现电压补偿。

4.过渡过程：当电网电压出现瞬态、闪变或波动时，DVR能够迅速检测到并进行响应。

它通过将储存的能量注入电网或负载，改变电流波形，从而实现电压的补偿。

在过渡过程中，DVR会根据控制策略调整输出电流或电压，使电力设备获得稳定的电压供应。

1.控制方法：DVR的控制方法主要包括全电流控制、电压矢量控制和电压限制控制。

全电流控制是最常用和最简单的控制方法，它通过保持DVR输出电流恒定来实现电压补偿；电压矢量控制则是通过控制DVR的输出电压与电网电压的相位和幅值来实现电压补偿；电压限制控制是对电压进行限制，在电网电压进入约束范围内，DVR不对电压进行补偿。

2.控制策略：DVR的控制策略可以分为无序控制和有序控制两类。

无序控制没有对电压波形进行详细分析，只进行简单补偿。

而有序控制则根据电压异常的特性进行详细分析，并采取相应的补偿策略。

3.效果评估：评估DVR的电压补偿效果主要包括响应时间、补偿能力和稳定性等方面。

响应时间是指DVR响应电压异常的速度；补偿能力是指DVR补偿电压异常的能力；稳定性是指DVR在补偿过程中输出电压的稳定性。

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。

电容型动态电压恢复器的新型控制策略崔彪，吕春媚燕山大学电气工程学院Email:yanshancb@,295950759@摘 要：本文针对相关的电能质量问题，简要介绍了动态电压恢复器的基本原理，并且提出了一种有关动态电压恢复器的简单控制方法，即单元模块控制。

通过测量负载电流得到与负载电流同方向和垂直的两组单位向量，采用了两个PI控制器来分别调节动态电压恢复器的直流侧母线电压和负载终端电压，从而控制两个相互垂直的单位向量方向的幅值大小，最终补偿的控制信号通过参考的负载电压和串联动态电压恢复器直流侧电压以及两个相互垂直的单位向量间接得到。

并通过Matlab/Simulink软件进行仿真验证这种控制方法的可行性。

关键词：电能质量动态电压恢复器单元模块控制PI调节New control Algorithm for capacitor Supported DynamicVoltage RestorerWu Jie, Cui Biao, LV Chun-meiCollege of electrical Engineering, Yanshan UniversityEmail:yanshancb@,295950759@Abstract:In this paper, a simple control algorithm which is unit module control for dynamic voltage restorer (DVR) is proposed to mitigate the power quality problems. The in-phase vector and vertical vector are obtained by measurement of load current. Two PI (proportional-integral) controllers are used each to regulate the dc bus voltage of DVR and the load terminal voltage respectively to control the amplitude of two perpendicular unit vectors. The control signal for the series connected DVR is obtained indirectly from the extracted reference load terminal , voltage the dc bus voltage of DVR and two perpendicular unit vectors. The proposed DVR control strategy is validated through extensive simulation studies using MATLAB software with its Simulink and Simpower system block set tool boxes.Keywords: Power Quality, Dynamic V oltage Restorer, Unit Module Control, PI Regulator1 引言当今，由于在精密制造工厂或一些自动化程度高的企业，大量的使用敏感负荷，因此，电能质量的问题在配电网中广泛的存在，其中电压暂降是发生概率最高的电能质量问题[1-2]。

动态电压恢复器的控制策略动态电压恢复器（DVR）是一种用于电力系统中的设备，旨在解决电力系统中的电压波动和瞬时断电问题。

DVR通过计算电压的差值并通过对电力系统进行补偿来实现电压稳定。

DVR的控制策略是确保它能够迅速响应电力系统中的变化并始终保持电压稳定的关键。

控制策略的首要目标是确保DVR能够实时地检测电压异常，并在极短的时间内发出响应。

电压异常可能包括过高或过低的电压，电压突变等。

当电压异常发生时，DVR需要通过其控制策略进行相应的电源调节，以便能够迅速恢复电压。

DVR的控制策略可以分为两个主要方面：电压检测和电源调节。

在电压检测方面，DVR需要有一个高精度的电压监测系统，能够及时、准确地检测到电压异常。

电压检测的方法可以包括传感器监测、信号处理等。

一旦检测到电压异常，DVR需要根据具体情况采取相应的控制动作。

在电源调节方面，DVR可以通过不同的方式来实现电源调节。

最常见的方式是通过电容器或电感器的转换来实现。

电容器或电感器可用作电能存储器，在电压异常时释放存储的能量以稳定电压。

此外，DVR还可以使用控制器来调节电源输出，以便能够精确地恢复电压。

在实际应用中，DVR的控制策略还会考虑到其他因素，例如电力系统的负载情况、电压波动的持续时间等。

为了更好地应对这些因素，DVR需要具备一定的智能化和自适应功能。

例如，DVR可以监测并分析负载变化，并根据不同负载情况采取相应的电源调节动作。

另一个关键因素是DVR的保护功能。

DVR必须具备一定的安全功能，以防止过电流、过压等异常情况的发生。

为了保护DVR和电力系统的安全，控制策略需要能够监测和响应这些异常情况，并采取适当的控制措施。

总结起来，动态电压恢复器的控制策略应具备高精度的电压检测和响应能力，能够实时监测电压异常并迅速调节电源输出。

此外，控制策略还应具备智能化功能，能够根据电力系统的负载变化和其他因素进行自适应调节。

最后，保护功能也是控制策略的重要组成部分，以确保DVR和电力系统的安全运行。

[电压跌落检测方法及动态电压恢复器控制策略]电压跌落测试电能质量不仅关系到电网的安全经济运行，还对大大小小的电力负荷的正常工作具有一定的影响。

越来越多的用电设备对电能质量非常敏感，电力用户对供电质量的要求也越来越高。

根据有关研究的数据统计可以得出，在电力系统存在的众多电能质量问题中，电压跌落问题是发生率最高且造成损失最严重的电能质量问题，而动态电压恢复器（DVR）能有效地解决电网中存在的暂态电压质量问题，如电压跌落、暂升、短时谐波等。

因此，对动态电压恢复器进行深入研究有助于解决电压跌落问题，提高电能质量，满足电力用户的高要求，具有极大的理论和现实意义。

一、电压跌落简述电压跌落是一种电压暂降现象，即在短时间内供电电压有效值出现突然下降又回升恢复。

电压跌落存在多种不同的定义，其中IEEE将电压跌落定义为供电电压有效值快速下降到90%～10%额定值范围内，并电压有效值变化将持续半个电源周期到1min；IEC所指的电压跌落表示电网中的供电电压下降到90%～1%额定值范围中，并电压有效值变化持续10ms～1min。

采用检查跌落幅值、持续时间和跳变相位等特征向量可以用来判定电力系统中是否存在电压跌落问题，并在此基础上结合动态电压恢复的补偿能力产生指令电压，以补偿敏感负载上的电压跌落幅值和跳变相位。

电压跌落的成因主要包括以下几个方面：短路故障、雷击和大型异步电动机起动等，除此以外，还包括大量的随机因素。

（1）由于输电网或者配电网中出现短路故障，将会使电网电流急剧增大，从而出现公共连接点处的电压跌落情况，并沿着电网扩散开来，进而对网络中的用户产生严重的影响。

其中电压跌落的幅值主要由短路故障类型和故障点距离来引发，而电压有效值的变化持续时间主要是由保护的类型决定，通常为半个周期到数秒之间。

不同类型的短路故障将会产生对称型和不对型两种不同类型的电压跌落现象。

（2）雷击可能会引起绝缘子闪络或线路对地放电问题，若发生此类问题，电力系统中也会发生电压跌落现象。

改进的动态电压恢复器控制策略研究随着发电和负荷的快速变化，系统安全运行和电网稳定性受到越来越大的挑战。

而动态电压恢复器（DVR）作为一种用于保持系统电压稳定性的重要控制装置，已经成为研究者关注的热点。

实用控制策略被认为是DVR高效和安全运行的关键。

本文首先介绍了动态电压恢复器的工作原理，提出了改进的控制策略全局和局部控制，然后结合使用模拟仿真和数学建模的方法，以及考虑电力系统的有限容量的情况，研究了改进的控制策略的有效性和有效性。

首先，本文介绍了动态电压恢复器（DVR）的概念和工作原理，以及DVR在现代电力系统中的重要作用，认为进行DVR控制主要用于提高系统的电压稳定性和改善系统的容量效率，以提高系统的可靠性。

然后，研究了基于PID的控制方法，提出了改进的控制算法，包括全局和局部控制，并结合仿真和数学建模的方法，考虑到实际电力系统的有限容量的特点，进行了仿真分析，证明了改进控制算法的有效性和有效性。

通过仿真和分析，本文证明了改进的DVR控制算法能够提高电网系统的稳定性，抑制电压和电流向量的偏移，以及避免操作时的环境噪声，且在不同的运行条件下，控制策略的性能可以得到稳定的保障。

此外，本文通过对DVR控制策略的研究，提出了一些建议，以求得最佳控制性能，比如采用基于模型预测的控制策略，以提高预测准确性；采用双闭环控制算法，以改善系统的故障容错能力；使用重复控制策略，以改善系统的调整精度和克服不确定因素等。

总之，本文以动态电压恢复器控制策略研究为研究主题，介绍了动态电压恢复器的工作原理，提出了改进的控制策略，使用模拟仿真和数学建模的方法，考虑了电力系统的有限容量情况，研究了改进控制策略的有效性和可靠性。

最后，本文还提出了在提高DVR控制策略有效性的基础上，进一步改善其应用性能的建议，为重要的电力系统控制问题提供了一种有效的解决方案。