基于零序電壓優(yōu)化補(bǔ)償?shù)闹袎簞討B(tài)電壓恢復(fù)方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于動態(tài)電壓恢復(fù)器技術(shù)領(lǐng)域,特別涉及一種基于零序電壓優(yōu)化補(bǔ)償?shù)闹?壓動態(tài)電壓恢復(fù)器系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 動態(tài)電壓恢復(fù)器值ynamic Voltage Restorer, DVR)被認(rèn)為是治理電壓跌落問題 最為有效的手段之一。目前的電壓跌落補(bǔ)償裝置絕大部分是應(yīng)用于低壓配電系統(tǒng),就地對 各敏感負(fù)荷進(jìn)行補(bǔ)償。由于保護(hù)范圍有限,且隨著敏感負(fù)荷的數(shù)量和容量越來越大,該種治 理措施的經(jīng)濟(jì)性較差,因此電壓跌落補(bǔ)償裝置安裝于高電壓等級系統(tǒng)中時(shí)可獲得更大的保 護(hù)范圍。我國3~60kV中壓配電網(wǎng)普遍采用中性點(diǎn)非有效接地方式,中壓大容量DVR應(yīng)W 線電壓補(bǔ)償為目標(biāo)。目前參考電壓計(jì)算主要是利用DVR的兩相對H個(gè)線電壓進(jìn)行補(bǔ)償,另 外一相的參考電壓為0,或在上述參考電壓中增加零序分量W充分利用DVR的輸出能力。
[0003] 中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)中電壓跌落類型復(fù)雜,故障相電壓跌落常伴隨著非故障相 電壓升高的現(xiàn)象,DVR補(bǔ)償需要考慮是否會對電壓升高相產(chǎn)生影響。DVR裝置的補(bǔ)償范圍受 制于最大相補(bǔ)償電壓大小,只要有一相需要的補(bǔ)償電壓超過補(bǔ)償能力,裝置就不能進(jìn)行充 分的電壓補(bǔ)償,大大降低了補(bǔ)償裝置的綜合利用率,不利于最大限度地利用DVR的設(shè)計(jì)容 量。因此,若能合理地選擇零序電壓,可W使H相補(bǔ)償電壓的大小盡量均衡,H相盡量均勻 分擔(dān)補(bǔ)償任務(wù)。同時(shí)避免對電壓升高相電壓產(chǎn)生影響,對于提高中壓DVR的實(shí)用化水平具 有重要的實(shí)用價(jià)值。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于零序電壓優(yōu)化補(bǔ)償?shù)闹袎簞討B(tài)電壓恢復(fù)技術(shù)方 案,使得DVR能滿足中壓中性點(diǎn)非有效接地系統(tǒng)中對電壓跌落的治理需求。
[0005] 本發(fā)明技術(shù)方案提供一種基于零序電壓優(yōu)化補(bǔ)償?shù)闹袎簞討B(tài)電壓恢復(fù)方法,包括 參考電壓計(jì)算過程和PWM信號生成過程,在參考電壓計(jì)算過程和PWM信號生成過程之間進(jìn) 行零序電壓優(yōu)化過程,所述零序電壓優(yōu)化過程包括W下步驟,
[000引步驟1,按照完全補(bǔ)償?shù)囊笥?jì)算得到DVR各相需要補(bǔ)償?shù)碾妷悍謩e為Uaww、 Ub(dvr)和U e(dvr),對應(yīng)需要補(bǔ)償?shù)木€電壓分別為Uab(dvr)、Ube(dvr)和U ea(dvr),其中Uab(dvr)二 Ua(dvr)-Ub(dvr)、Ubc(dvr) - U b(dvr) -Uc(dvr)、Uca(dvr) - U c(dvr) -Ua(dvr);
[0007] 步驟2,參考電壓矢量預(yù)處理,包括w 0點(diǎn)為H相電壓對稱時(shí)中性點(diǎn)對應(yīng)位置,w 故障前A相電壓為X軸正向,W超前X軸90°的方向?yàn)閥軸正向,設(shè)跌落前DVR母線側(cè)H個(gè) 相電壓對應(yīng)的矢量分別為0A'、OB'和0C',跌落后DVR母線側(cè)H個(gè)相電壓對應(yīng)的矢量分別 為0A、0B和0C ;DVR各相需要補(bǔ)償?shù)碾妷骸bww和U cww分別對應(yīng)矢量A' A、B' B和 C' C,將該H個(gè)參考電壓矢量平移至0點(diǎn);
[000引步驟3,求一點(diǎn)0'使得0'到H角形A A' B' C' H頂點(diǎn)距離的最大值最小,矢量00' 對應(yīng)優(yōu)化零序電壓U。。。,;
[000引在AA' B' C'為銳角S角形時(shí),設(shè)端點(diǎn)A'、B'和C'坐標(biāo)分別為(X。yi)、咕,y2)和 咕,ys),根據(jù)外也性質(zhì),得出0'坐標(biāo)(X,y)為:
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于零序電壓優(yōu)化補(bǔ)償?shù)闹袎簞討B(tài)電壓恢復(fù)方法,包括參考電壓計(jì)算過程和 PWM信號生成過程,其特征在于:在參考電壓計(jì)算過程和PWM信號生成過程之間進(jìn)行零序電 壓優(yōu)化過程,所述零序電壓優(yōu)化過程包括以下步驟, 步驟1,按照完全補(bǔ)償?shù)囊笥?jì)算得到DVR各相需要補(bǔ)償?shù)碾妷悍謩e為Ua(dvrt、Ub(dvri和 U。UvrO,對應(yīng)需要補(bǔ)償?shù)木€電壓分別為 Uab (dvr)、Uj3c (dvr)矛口 U ca (dVr), 其中 Uab (dvr) ^ a (dvr) (dvr) Λ Ubc (dvr) U b(dvr) Uc(dvr)、Uca(dvr) U c (dvr) Ua(Jvr); 步驟2,參考電壓矢量預(yù)處理,包括以O(shè)點(diǎn)為三相電壓對稱時(shí)中性點(diǎn)對應(yīng)位置,以故障 前A相電壓為X軸正向,以超前X軸90°的方向?yàn)閥軸正向,設(shè)跌落前DVR母線側(cè)三個(gè)相電 壓對應(yīng)的矢量分別為OA'、OB'和OC',跌落后DVR母線側(cè)三個(gè)相電壓對應(yīng)的矢量分別為OA、 OB和OC ;DVR各相需要補(bǔ)償?shù)碾妷? Ua(dvr)、Uj3(dvr)矛口 U c(dVr) 分別對應(yīng)矢量A' A、B' B和C' C, 將這三個(gè)參考電壓矢量平移至0點(diǎn); 步驟3,求一點(diǎn)0'使得0'到三角形Λ A' B' C'三頂點(diǎn)距離的最大值最小,矢量00'對 應(yīng)優(yōu)化零序電壓U_t; 在AA'B'C'為銳角三角形時(shí),設(shè)端點(diǎn)A'、B'和C'坐標(biāo)分別為(Xl,yi)、(x 2,y2)和 (X3, y3),根據(jù)外心性質(zhì),得出〇'坐標(biāo)(X,y)為:
其中,中間變量4 = X22 + >,22 ;
則優(yōu)化零序電壓如下
在ΛΑ' B' C'為非銳角時(shí),不失一般性,設(shè)邊B' C'最長,0'點(diǎn)應(yīng)取為B' C'的中點(diǎn),優(yōu) 化零序電壓如下,
得到經(jīng)零序電壓優(yōu)化后的參考相電壓Uawvrt-Ucit^ Ub(dvrt-Ucitjpt和U
2. -種基于零序電壓優(yōu)化補(bǔ)償?shù)闹袎簞討B(tài)電壓恢復(fù)系統(tǒng),包括參考電壓計(jì)算單元和 PWM信號生成單元,其特征在于:在參考電壓計(jì)算單元和PWM信號生成單元之間設(shè)置零序電 壓優(yōu)化單元,所述零序電壓優(yōu)化單元包括以下步驟, 補(bǔ)充電壓提取模塊,用于按照完全補(bǔ)償?shù)囊笥?jì)算得到DVR各相需要補(bǔ)償?shù)碾妷悍謩e 為 Ua(dvr)、隊(duì)((^1〇和 U c(dvr), 對應(yīng)需要補(bǔ)償?shù)木€電壓分別為 Uab (dvr)、Uj3C (dvr)矛口 U ca (dVr), 其中 ^ab (dvr) (dvr) (dvr) Λ ^bc (dvr) ^ b(dvr) (dvr) Λ ^ca (dvr) ^ c(dvr) (dvr) ? 參考電壓矢量預(yù)處理模塊,用于參考電壓矢量預(yù)處理,包括以〇點(diǎn)為三相電壓對稱時(shí) 中性點(diǎn)對應(yīng)位置,以故障前A相電壓為X軸正向,以超前X軸90°的方向?yàn)閥軸正向,設(shè)跌 落前DVR母線側(cè)三個(gè)相電壓對應(yīng)的矢量分別為OA'、OB'和OC',跌落后DVR母線側(cè)三個(gè)相 電壓對應(yīng)的矢量分別為0Α、0Β和OC ;DVR各相需要補(bǔ)償?shù)碾妷篣a(dvri、Ub(dvri和U e(dvri分別對 應(yīng)矢量A' A、B' B和C' C,將這三個(gè)參考電壓矢量平移至0點(diǎn);; 優(yōu)化模塊,用于求一點(diǎn)〇'使得〇'到三角形ΛΑ' B' C'三頂點(diǎn)距離的最大值最小,矢量 00'對應(yīng)優(yōu)化零序電壓Uctopt; 在AA'B'C'為銳角三角形時(shí),設(shè)端點(diǎn)Α'、Β'和C'坐標(biāo)分別為(Xl,yi)、(x 2,y2)和 (X3, y3),根據(jù)外心性質(zhì),得出〇'坐標(biāo)(X,y)為:
其中,中間變量4 = X22+J22;
愛良由疋如卞
在ΛΑ' B' C'為非銳角時(shí),不失一般性,設(shè)邊B' C'最長,0'點(diǎn)應(yīng)取為B' C'的中點(diǎn),優(yōu) 化零序電壓如下,
得到經(jīng)零序電壓優(yōu)化后的參考相電壓Uawvrt-Ucit^ Ub(dvrt-Ucitjpt和U
【專利摘要】本發(fā)明提供基于零序電壓優(yōu)化補(bǔ)償?shù)闹袎簞討B(tài)電壓恢復(fù)方法及系統(tǒng),零序電壓優(yōu)化包括按照完全補(bǔ)償?shù)囊笥?jì)算得到DVR各相需要補(bǔ)償?shù)碾妷汉蛯?yīng)需要補(bǔ)償?shù)木€電壓;設(shè)跌落前DVR母線側(cè)三個(gè)相電壓對應(yīng)的矢量分別為OA’、OB’和OC’;跌落后DVR母線側(cè)三個(gè)相電壓對應(yīng)的矢量分別為OA、OB和OC;DVR各相需要補(bǔ)償?shù)碾妷悍謩e對應(yīng)矢量A’A、B’B和C’C,將這三個(gè)參考電壓矢量平移至O點(diǎn);求一點(diǎn)O’使得O’到三角形?A’B’C’三頂點(diǎn)距離的最大值最小,矢量OO’對應(yīng)的優(yōu)化零序電壓,從而得到優(yōu)化結(jié)果。本發(fā)明可避免傳統(tǒng)參考電壓計(jì)算方法補(bǔ)償后負(fù)載電壓暫升的問題,同時(shí)可有效減小對動態(tài)電壓恢復(fù)器補(bǔ)償能力的要求。
【IPC分類】H02J3-12
【公開號】CN104638651
【申請?zhí)枴緾N201510074991
【發(fā)明人】樂健, 楊金濤, 杜旭, 周武, 劉開培
【申請人】武漢大學(xué)
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年2月12日