一种非隔离型动态电压恢复器三相负载不平衡控制方法技术

本发明专利技术公开了一种非隔离型动态电压恢复器三相负载不平衡控制方法，应用于不设置隔离变压器的动态电压恢复器中，通过对三相交流输出电压进行正负序分离，从而实现对输出电压进行不平衡情况的检测；通过分别控制输出电压正负序分量，使DVR的三相输出电压达到对称，其中控制正序分量的输出为所需输出电压，控制负序分量为零，从而综合得到电流内环的参考量。本发明专利技术的技术效果在于，通过结合SOGI的正负序分量分离方法，可以通过两相静止坐标系下的正交分量，准确有效的分离出输出电压的正负序分量。从而使非隔离型DVR在不加入隔离变压器的情况下同样可以在不平衡工况下得到较好的三相输出电压对称性。从而减少了设备的体积和重量，降低了系统成本。降低了系统成本。降低了系统成本。

【技术实现步骤摘要】
一种非隔离型动态电压恢复器三相负载不平衡控制方法


[0001]本专利技术涉及一种非隔离型动态电压恢复器三相负载不平衡控制方法。

技术介绍

[0002]随着工业自动化程度的日益提高，电力用户对电能质量问题也越来越敏感，其中电压暂降已经成为影响电力负荷安全运行最突出的问题。动态电压恢复器(DVR)被认为是目前解决电压暂降问题最经济、有效的用户电力装置，相对其它补偿装置而言，具有更高的灵活性和更好的经济性，应用前景非常广阔。
[0003]动态电压恢复器是补偿电压暂降的有效装置。通过在电网发生暂降故障之后，通过晶闸管断开敏感负载与电网的链接，由DVR输出故障后敏感设备的正常工作，维持负荷侧电压的稳定。
[0004]动态电压恢复器在实际运行中，敏感负荷三相不平衡的工况非常常见，因此DVR的设计需求中需要具有不平衡负载工况下的运行能力。通过对市场内现有多家知名品牌的相关产品及相关领域内科技论文与专利技术专利的检索与整理，现有DVR的产品主要通过加入隔离变压器改善不平衡负载条件下三相逆变器输出电压对称性。带隔离变压器的DVR的主要结构如图1所示。
[0005]而隔离型DVR虽然可以较好的解决不平衡负载的问题，但是由于其拓扑结构中加入了隔离变压器，从而增加了设备的体积和重量，同时也提高了整个系统的装机成本。

技术实现思路

[0006]本专利技术提出一种适用于非隔离型DVR在三相负载不平衡工况下的控制方法，使非隔离型DVR在不加入隔离变压器的情况下同样可以在不平衡工况下得到较好的三相输出电压对称性。
[0007]为了实现上述技术目的，本专利技术的技术方案是，
[0008]一种非隔离型动态电压恢复器三相负载不平衡控制方法，应用于不设置隔离变压器的动态电压恢复器中，包括以下步骤：
[0009]步骤一，通过对三相交流输出电压进行正负序分离，从而实现对输出电压进行不平衡情况的检测；
[0010]步骤二，通过分别控制输出电压正负序分量，以使动态电压恢复器的三相输出电压达到对称；其中控制正序分量的输出为恢复三相负载平衡所需输出的电压，控制负序分量为零，进而得到电流内环控制的参考量，从而控制三相电压恢复平衡。
[0011]所述的方法，其特征在于，所述的不设置隔离变压器的动态电压恢复器包括晶闸管、储能单元和逆变器，所述的储能单元与逆变器串联后连接至晶闸管的输出端。
[0012]所述的方法，所述的正负序分离是通过二阶广义积分器来通过信号延迟法实现的，包括以下步骤：
[0013]步骤1，首先将三相交流输出电压变换为两相静止坐标系下的电压，然后分离为正
负序分量；
[0014]步骤2，对正负序分量分别通过二阶积分滤波器进行延迟变换以得到延迟变换后的正负序分量，并结合原正负序分量计算得到输出交流电压中的正负序分量。
[0015]所述的方法，所述的步骤1中，是通过以下过程计算两相静止坐标系下的正负序分量：
[0016]将三相交流输出电压分解为正序分量与负序分量：
[0017][0018]其中u
a
为三相交流输出电压中的a相电压值，u
b
为三相交流输出电压中的b相电压值，u
c
为三相交流输出电压中的c相电压值，上标P表示正序分量，上标N表示负序分量；
[0019]对上式进行Clarke变换，则有交流输出电压在两相静止坐标系下的正负序分量表达式为：
[0020][0021]其中u
α
为两相静止坐标系的α轴上的电压分量，u
β
为两相静止坐标系的β轴上的电压分量。
[0022]所述的方法，所述的步骤2包括：
[0023]对正负序分量分别通过二阶积分滤波器进行延迟变换，从而得到：
[0024][0025]其中q表示延迟90
°
后的值；
[0026]从而根据下式获得输出交流电压中的正负序分量：
[0027][0028]所述的方法，所述的步骤二包括：
[0029]将分离出的两相静止坐标系下的电压的正负序分量输入至PI控制器，并由PI控制器来与电压正负序分量参考量进行比较后输出控制量，然后经2S/2R变换后得到电流内环的参考量，再与电流实际值输入至PI控制器，从而得到电流内环的输出调制波，经变换后最终得到动态电压恢复器的对称的三相输出电压。
[0030]所述的方法，所述的电压参考量中，α轴上的电压分量的正序分量参考量为恢复三相负载平衡所需输出的电压，负序分量的参考量为零；β轴上的电压分量的正序分量参考量为为恢复三相负载平衡所需输出的电压，负序分量的参考量为零。
[0031]所述的方法，所述的电流内环的参考量是控制量经2S/2R变换得到的d轴电流参考量i
d*
和q轴电流参考量i
q*
，电流实际值是对三相电流进行采样后，再进行Park变换得到的d
轴电流值i
d
和q轴电流值i
q
。
[0032]本专利技术的技术效果在于，本专利技术通过结合SOGI的正负序分量分离方法，可以通过两相静止坐标系下的正交分量，准确有效的分离出输出电压的正负序分量。从而使非隔离型DVR在不加入隔离变压器的情况下同样可以在不平衡工况下得到较好的三相输出电压对称性。这样相较于隔离型DVR减少了设备的体积和重量，降低了系统成本。
[0033]下面结合附图对本专利技术作出进一步说明。
附图说明
[0034]图1为现有隔离型DVR的结构示意图；
[0035]图2为本专利技术中非隔离型DVR的结构示意图；
[0036]图3为二阶广义积分器的结构示意图；
[0037]图4为输出电压正负序分量分离原理图；
[0038]图5为本专利技术非隔离型DVR三相负载不平衡控制方法原理图。
具体实施方式
[0039]参见图2，本实施例中所使用的非隔离型DVR相较于隔离型DVR减少了隔离变压器，并通过本实施例所提供的非隔离型DVR在三相负载不平衡工况下的控制方法，使非隔离型DVR在不加入隔离变压器的情况下同样可以在不平衡工况下得到较好的三相输出电压对称性。本实施例中所采用的不设置隔离变压器的动态电压恢复器包括晶闸管、储能单元和逆变器，其中储能单元与逆变器串联后连接至晶闸管的输出端。
[0040]本实施例所提供的方法包括以下步骤：
[0041]首先，本实施例所针对的情况，是负载确定后所出现的三相负载不平衡工况，即三相不平衡的情况是稳定不变的，然后通过本实施例所提供的方法来恢复三相输出电压的对称性。
[0042]当三相输出电压不平衡，且只考虑基波电压时，则交流输出电压U可描述为正序电动势U
+
、负序电动势U
‑
和零序电动势U0三者的合成。
[0043]U＝U
+
+U
‑
+U0[0044]对于三相无中线连接的三相逆变器，一般不考虑本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种非隔离型动态电压恢复器三相负载不平衡控制方法，其特征在于，应用于不设置隔离变压器的动态电压恢复器中，包括以下步骤：步骤一，通过对三相交流输出电压进行正负序分离，从而实现对输出电压进行不平衡情况的检测；步骤二，通过分别控制输出电压正负序分量，以使动态电压恢复器的三相输出电压达到对称；其中控制正序分量的输出为恢复三相负载平衡所需输出的电压，控制负序分量为零，进而得到电流内环控制的参考量，从而控制三相电压恢复平衡。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的不设置隔离变压器的动态电压恢复器包括晶闸管、储能单元和逆变器，所述的储能单元与逆变器串联后连接至晶闸管的输出端。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述的正负序分离是通过二阶广义积分器来通过信号延迟法实现的，包括以下步骤：步骤1，首先将三相交流输出电压变换为两相静止坐标系下的电压，然后分离为正负序分量；步骤2，对正负序分量分别通过二阶积分滤波器进行延迟变换以得到延迟变换后的正负序分量，并结合原正负序分量计算得到输出交流电压中的正负序分量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的步骤1中，是通过以下过程计算两相静止坐标系下的正负序分量：将三相交流输出电压分解为正序分量与负序分量：其中u
a
为三相交流输出电压中的a相电压值，u
b
为三相交流输出电压中的b相电压值，u
c
为三相交流输出电压中的c相电压值，上标P表示正序分量，上标N表示负序分量；对上式进行Clarke变换，则有交流输出...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄际元，郑峻峰，朱琛，陈远扬，彭清文，赵子鋆，陆地，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司长沙供电分公司国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：