一种动态电压恢复器及其智能控制方法技术

一种动态电压恢复器及其智能控制方法，涉及电力系统及电力电子。单相补偿时，a相、b相、c相补偿器均由一个Quasi‑Z‑Source AC‑AC变换器和一个隔离变压器组成；双相补偿时，a相、b相、c相补偿器均由Quasi‑Z‑Source AC‑AC变换器1、Quasi‑Z‑Source AC‑AC变换器2和隔离变压器1、隔离变压器2组成；三相补偿时，a相、b相、c相补偿器都由Quasi‑Z‑Source AC‑AC变换器1、Quasi‑Z‑Source AC‑AC变换器2、Quasi‑Z‑Source AC‑AC变换器3和隔离变压器1、隔离变压器2、隔离变压器3组成。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力系统及电力电子，具体是涉及一种基于新型电压型Quasi-Z-Source AC–AC变换器的动态电压恢复器(DVR)及其智能控制方法。
技术介绍
随着现代科学技术的发展，生产自动化程度不断提高，各种复杂精密的用电设备得到广泛应用，这些敏感性负载对电能质量的要求很高。在诸多电能的质量问题中，电压的骤降(voltage sags)和骤升(voltage swells)造成的危害最为普遍，会对工业生产造成重大影响。研究表明，即使短时间的电压骤降/骤升也可能导致设备故障和运行中断，会造成巨大的经济损失和资源浪费。为了解决电压骤降/骤升的问题，一种叫做动态电压恢复器(DVR)的串联补偿装置已经得以应用，其良好的动态性能和很高的性价比使得它成为治理动态电压问题，特别是电压骤降/骤升的最经济、最有效的手段。传统的动态电压恢复器(DVR)主要采用电压源逆变器(VSI)式结构，其主体结构中包含一个较大的直流储能单元，但存在以下不足：(1)直流储能单元体积重量大、成本高、寿命有限；(2)能量只能单向流动；(3)输出直流电压平均值大小不能调节，功率因数低，谐波含量高；(4)不易集成。近年来，不需要中间直流环节的AC-AC变换技术得到了大力发展，AC-AC变换器越来越多的应用到DVR系统中。相比于传统电压源型逆变器式结构的动态电压恢复器(DVR)，AC-AC变换器式DVR有着以下明显的优势：(1)无需直流储能单元；(2)能量可以双向流动；(3)功率因数高，谐波含量低；(4)动态响应速度快；(5)易集成。因此，AC-AC变换技术应用于动态电压恢复器(DVR)已经成为了一个趋势。但传统AC-AC变换器式DVR同样存在明显的不足，其注入补偿电压与被补偿相电压之间的相位角不能超过
技术实现思路
本专利技术的目的在于针对传统DVR存在的上述问题，提供用于电网电压骤降/骤升智能补偿的一种基于新型电压型Quasi-Z-Source AC–AC变换器的动态电压恢复器(DVR)及其智能控制方法。所述动态电压恢复器，单相补偿时，a相、b相、c相补偿器均由一个Quasi-Z-Source AC-AC变换器和一个隔离变压器组成，a相、b相、c相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器输入端一端接电网，另一端接地；a相、b相、c相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器的输出端一端接隔离变压器初级的同名端A1，另一端接隔离变压器初级的异名端B1；a相、b相、c相补偿器的隔离变压器次级的同名端C1接电网，隔离变压器次级的异名端D1接负载；双相补偿时，a相、b相、c相补偿器均由Quasi-Z-Source AC-AC变换器1、Quasi-Z-Source AC-AC变换器2和隔离变压器1、隔离变压器2组成；a相、b相、c相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器1的输入端一端连接电网对应相，另一端接地；a相、b相、c相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器2的输入端一端连接电网对应相，另一端接地；a相、b相、c相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器1的输出端一端接隔离变压器1初级的同名端A1，另一端接隔离变压器1初级的异名端B1；a相、b相、c相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器2的输出端一端接隔离变压器2初级的同名端A2，另一端接隔离变压器2初级的异名端B2；a相、b相、c相补偿器的隔离变压器1的次级同名端C1接电网；a相、b相、c相补偿器的隔离变压器2次级的同名端C2接隔离变压器1的异名端D1，隔离变压器2次级的异名端D2接负载；a相、b相、c相补偿器的隔离变压器1次级C1D1和隔离变压器2次级C2D2以串联的形式将Quasi-Z-Source AC-AC变换器1和Quasi-Z-Source AC-AC变换器2的输出电压作矢量和；三相补偿时，a相、b相、c相补偿器都由Quasi-Z-Source AC-AC变换器1、Quasi-Z-Source AC-AC变换器2、Quasi-Z-Source AC-AC变换器3和隔离变压器1、隔离变压器2、隔离变压器3组成；a相、b相、c相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器1的输入端一端连接电网对应相，另一端接地；a相、b相、c相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器2的输入端一端连接电网对应相，另一端接地；a相、b相、c相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器3的输入端一端连接电网对应相，另一端接地；a相、b相、c相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器1的输出端一端接隔离变压器1初级的同名端A1，另一端接隔离变压器1初级的异名端B1；a相、b相、c相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器2的输出端一端接隔离变压器2初级的同名端A2，另一端接隔离变压器2初级的异名端B2；a相、b相、c相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器3的输出端一端接隔离变压器3初级的同名端A3，另一端接隔离变压器3初级的异名端B3；a相、b相、c相补偿器的隔离变压器1的次级同名端C1接电网；a相、b相、c相补偿器的隔离变压器2次级的同名端C2接隔离变压器1的异名端D1；a相、b相、c相补偿器的隔离变压器3次级的同名端C3接隔离变压器2的异名端D2，隔离变压器3次级的异名端D3接负载；a相、b相、c相补偿器的隔离变压器1次级C1D1、隔离变压器2次级C2D2、隔离变压器3次级C3D3以串联的形式将Quasi-Z-Source AC-AC变换器1、Quasi-Z-Source AC-AC变换器2、Quasi-Z-Source AC-AC变换器3的输出电压作矢量和。当电网a相(b相，c相)电压发生骤降/骤升时，可分别利用a相(b相，c相)补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器的输出电压作为所需要的注入补偿电压Vainj(Vbinj，Vcinj)。当电网a相(b相，c相)电压发生骤降/骤升时，a相(b相，c相)补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器的工作区域由所需的注入补偿电压Vainj(Vbinj，Vcinj)与a相(b相，c相)电压之间的相位角决定。当电网a相(b相，c相)电压发生骤降/骤升时，可利用a相(b相，c相)补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器1、Quasi-Z-Source AC-AC变换器2的输出电压的矢量和作为所需要的注入补偿电压Vainj(Vbinj，Vcinj)。当电网a相(b相，c相)电压发生骤降/骤升时，a相(b相，c相)补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器1、Quasi-Z-Source AC-AC变换器2的工作区域由所需的注入补偿电压Vainj(Vbinj， Vcinj)与a相(b相，c相)电压之间的相位角决定。当电网a相(b相，c相)电压发生骤降/骤升时，可分别利用a相(b相，c相)补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器1、Quasi-Z-Source AC-AC变换器2、Quasi-Z-Sou本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种动态电压恢复器，其特征在于,单相补偿时，a相、b相、c相补偿器均由一个Quasi‑Z‑Source AC‑AC变换器和一个隔离变压器组成，a相、b相、c相补偿器的Quasi‑Z‑Source AC‑AC变换器输入端一端接电网，另一端接地；a相、b相、c相补偿器的Quasi‑Z‑Source AC‑AC变换器的输出端一端接隔离变压器初级的同名端A1，另一端接隔离变压器初级的异名端B1；a相、b相、c相补偿器的隔离变压器次级的同名端C1接电网，隔离变压器次级的异名端D1接负载；双相补偿时，a相、b相、c相补偿器均由Quasi‑Z‑Source AC‑AC变换器1、Quasi‑Z‑Source AC‑AC变换器2和隔离变压器1、隔离变压器2组成；a相、b相、c相补偿器的Quasi‑Z‑Source AC‑AC变换器1的输入端一端连接电网对应相，另一端接地；a相、b相、c相补偿器的Quasi‑Z‑Source AC‑AC变换器2的输入端一端连接电网对应相，另一端接地；a相、b相、c相补偿器的Quasi‑Z‑Source AC‑AC变换器1的输出端一端接隔离变压器1初级的同名端A1，另一端接隔离变压器1初级的异名端B1；a相、b相、c相补偿器的Quasi‑Z‑Source AC‑AC变换器2的输出端一端接隔离变压器2初级的同名端A2，另一端接隔离变压器2初级的异名端B2；a相、b相、c相补偿器的隔离变压器1的次级同名端C1接电网；a相、b相、c相补偿器的隔离变压器2次级的同名端C2接隔离变压器1的异名端D1，隔离变压器2次级的异名端D2接负载；a相、b相、c相补偿器的隔离变压器1次级C1D1和隔离变压器2次级C2D2以串联的形式将Quasi‑Z‑Source AC‑AC变换器1和Quasi‑Z‑Source AC‑AC变换器2的输出电压作矢量和；三相补偿时，a相、b相、c相补偿器都由Quasi‑Z‑Source AC‑AC变换器1、Quasi‑Z‑Source AC‑AC变换器2、Quasi‑Z‑Source AC‑AC变换器3和隔离变压器1、隔离变压器2、隔离变压器3组成；a相、b相、c相补偿器的Quasi‑Z‑Source AC‑AC变换器1的输入端一端连接电网对应相，另一端接地；a相、b相、c相补偿器的Quasi‑Z‑Source AC‑AC变换器2的输入端一端连接电网对应相，另一端接地；a相、b相、c相补偿器的Quasi‑Z‑Source AC‑AC变换器3的输入端一端连接电网对应相，另一端接地；a相、b相、c相补偿器的Quasi‑Z‑Source AC‑AC变换器1的输出端一端接隔离变压器1初级的同名端A1，另一端接隔离变压器1初级的异名端B1；a相、b相、c相补偿器的Quasi‑Z‑Source AC‑AC变换器2的输出端一端接隔离变压器2初级的同名端A2，另一端接隔离变压器2初级的异名端B2；a相、b相、c相补偿器的Quasi‑Z‑Source AC‑AC变换器3的输出端一端接隔离变压器3初级的同名端A3，另一端接隔离变压器3初级的异名端B3；a相、b相、c相补偿器的隔离变压器1的次级同名端C1接电网；a相、b相、c相补偿器的隔离变压器2次级的同名端C2接隔离变压器1的异名端D1；a相、b相、c相补偿器的隔离变压器3次级的同名端C3接隔离变压器2的异名端D2，隔离变压器3次级的异名端D3接负载；a相、b相、c相补偿器的隔离变压器1次级C1D1、隔离变压器2次级C2D2、隔离变压器3次级C3D3以串联的形式将Quasi‑Z‑Source AC‑AC变换器1、Quasi‑Z‑Source AC‑AC变换器2、Quasi‑Z‑Source AC‑AC变换器3的输出电压作矢量和。...

【技术特征摘要】
1.一种动态电压恢复器，其特征在于,单相补偿时，a相、b相、c相补偿器均由一个Quasi-Z-Source AC-AC变换器和一个隔离变压器组成，a相、b相、c相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器输入端一端接电网，另一端接地；a相、b相、c相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器的输出端一端接隔离变压器初级的同名端A1，另一端接隔离变压器初级的异名端B1；a相、b相、c相补偿器的隔离变压器次级的同名端C1接电网，隔离变压器次级的异名端D1接负载；双相补偿时，a相、b相、c相补偿器均由Quasi-Z-Source AC-AC变换器1、Quasi-Z-Source AC-AC变换器2和隔离变压器1、隔离变压器2组成；a相、b相、c相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器1的输入端一端连接电网对应相，另一端接地；a相、b相、c相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器2的输入端一端连接电网对应相，另一端接地；a相、b相、c相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器1的输出端一端接隔离变压器1初级的同名端A1，另一端接隔离变压器1初级的异名端B1；a相、b相、c相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器2的输出端一端接隔离变压器2初级的同名端A2，另一端接隔离变压器2初级的异名端B2；a相、b相、c相补偿器的隔离变压器1的次级同名端C1接电网；a相、b相、c相补偿器的隔离变压器2次级的同名端C2接隔离变压器1的异名端D1，隔离变压器2次级的异名端D2接负载；a相、b相、c相补偿器的隔离变压器1次级C1D1和隔离变压器2次级C2D2以串联的形式将Quasi-Z-Source AC-AC变换器1和Quasi-Z-Source AC-AC变换器2的输出电压作矢量和；三相补偿时，a相、b相、c相补偿器都由Quasi-Z-Source AC-AC变换器1、Quasi-Z-Source AC-AC变换器2、Quasi-Z-Source AC-AC变换器3和隔离变压器1、隔离变压器2、隔离变压器3组成；a相、b相、c相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器1的输入端一端连接电网对应相，另一端接地；a相、b相、c相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器2的输入端一端连接电网对应相，另一端接地；a相、b相、c相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器3的输入端一端连接电网对应相，另一端接地；a相、b相、c相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器1的输出端一端接隔离变压器1初级的同名端A1，另一端接隔离变压器1初级的异名端B1；a相、b相、c相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器2的输出端一端接隔离变压器2初级的同名端A2，另一端接隔离变压器2初级的异名端B2；a相、b相、c相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器3的输出端一端接隔离变压器3初级的同名端A3，另一端接隔离变压器3初级的异名端B3；a相、b相、c相补偿器的隔离变压器1的次级同名端C1接电网；a相、b相、c相补偿器的隔离变压器2次级的同名端C2接隔离变压器1的异名端D1；a相、b相、c相补偿器的隔离变压器3次级的同名端C3接隔离变压器2的异名端D2，隔离变压器3次级的异名端D3接负载；a相、b相、c相补偿器的隔离变压器1次级C1D1、隔离变压器2次级C2D2、隔离变压器3次级C3D3以串联的形式将Quasi-Z-Source AC-AC变换器1、Quasi-Z-Source AC-AC变换器2、Quasi-Z-Source AC-AC变换器3的输出电压作矢量和。2.如权利要求1所述一种动态电压恢复器，其特征在于,当电网a相电压发生骤降/骤升时，利用a相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器的输出电压作为所需要的注入补偿电压Vainj；当电网b相电压发生骤降/骤升时，利用b相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器的输出电压作为所需要的注入补偿电压Vbinj；当电网c相电压发生骤降/骤升时，利用c相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器的输出电压作为所需要的注入补偿电压Vcinj。3.如权利要求1所述一种动态电压恢复器，其特征在于,当电网a相电压发生骤降/骤升时，a相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器的工作区域由所需的注入补偿电压Vainj与a相电压之间的相位角决定；当电网b相电压发生骤降/骤升时，b相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器的工作区域由所需的注入补偿电压Vbinj与b相电压之间的相位角决定；当电网c相电压发生骤降/骤升时，c相补偿器的Quasi-Z-Source AC-AC变换器的工作区域由所需...

【专利技术属性】
技术研发人员：何良宗，能计晓，丁维娜，张建寰，曾涛，薛文东，陈一逢，
申请(专利权)人：厦门大学，
类型：发明
国别省市：福建;35