動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器控制優(yōu)化電能質(zhì)量技術(shù)

楊雙雙++劉天曉++常海松

摘 要

隨著現(xiàn)代社會(huì)科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展和工業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大，尤其是第三次科技革命之后以信息技術(shù)為先導(dǎo)的知識經(jīng)濟(jì)時(shí)代的到來，全社會(huì)對電能需求日益增加，這種背景下，電子設(shè)備在電力系統(tǒng)中大量投入使用。這些設(shè)備對電源的波動(dòng)和各種干擾十分敏感，而電能質(zhì)量一旦出現(xiàn)問題可能會(huì)造成產(chǎn)品質(zhì)量下降或管理秩序的紊亂，從而造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響。動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器是解決配電系統(tǒng)動(dòng)態(tài)電能質(zhì)量的新型裝置，在其中發(fā)揮著重要作用。

【關(guān)鍵詞】動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器 電能質(zhì)量技術(shù) 新型裝置 優(yōu)化技術(shù)

1 引言

現(xiàn)代社會(huì)是一個(gè)離不開電的世界，無論是普通家庭還是工廠公司，真是一刻也不能沒有電。沒有電，公司的電梯、廠房不能正常運(yùn)行，就連普通家庭也不能正常的吃飯、娛樂，因此全社會(huì)對電力的需求日益增大，尤其計(jì)算機(jī)相關(guān)的電子設(shè)備在電網(wǎng)系統(tǒng)中被大量的使用。

不過在運(yùn)行過程中，也顯示出一些問題，比如對手機(jī)電磁波的干擾都十分得敏感，只要出現(xiàn)運(yùn)行一遇問題就會(huì)被迫中斷，造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響。所以在這種情況下就要用到動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器進(jìn)行補(bǔ)救，它可以有效降低對用電電源的波動(dòng)和各種干擾。本文主要研究對動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的控制優(yōu)化電能質(zhì)量技術(shù)。

2 動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器

動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器，英文簡寫做DVR，實(shí)質(zhì)是指帶有儲(chǔ)能裝置（系統(tǒng)）的串聯(lián)補(bǔ)償裝置，不過并沒有無功功率，但是擁有補(bǔ)償有功功率的能力，現(xiàn)代電力電子技術(shù)在運(yùn)行過程中，可以實(shí)現(xiàn)對電能質(zhì)量的控制，從而為每一位用電者提供特定的電能電力供應(yīng)，使得電力能夠正常運(yùn)行，目前要用到的設(shè)備主要有配電系統(tǒng)靜止補(bǔ)償器，有源電力濾波，以及串聯(lián)電能質(zhì)量控制器（DVR）等設(shè)備。

系統(tǒng)電壓受到干擾時(shí)，會(huì)發(fā)生變化，負(fù)荷側(cè)電壓短時(shí)跌落，如果這時(shí)出現(xiàn)了幾個(gè)周波至幾十個(gè)周波就會(huì)造成敏感負(fù)荷，這種現(xiàn)象就是計(jì)算機(jī)設(shè)備故障產(chǎn)生的主要原因，而動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器（DVR），在短時(shí)間之內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生補(bǔ)償電壓，抵消系統(tǒng)運(yùn)行電壓所受到的運(yùn)行干擾，但是負(fù)荷側(cè)電壓并不會(huì)發(fā)生變化，這樣就有效保證了敏感負(fù)荷，計(jì)算機(jī)負(fù)荷的安全可靠運(yùn)行。動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器的響應(yīng)速度快，可以保證負(fù)荷產(chǎn)生的側(cè)電壓波形為標(biāo)準(zhǔn)的正弦，消除電壓諧波和電壓波動(dòng)與閃變對負(fù)載的影響。

總體說來，動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器具有調(diào)劑電壓電流動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)的跌落、上升、閃變，具有良好的動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償能力，可以有效抑制諧波、三相不平衡，提高電能質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)，可以串聯(lián)在敏感負(fù)荷與系統(tǒng)電源兩種系統(tǒng)之間，防止干擾造成的運(yùn)行工作異常.比如半導(dǎo)體工廠供電時(shí)，在電源與用電負(fù)荷之間，防止系統(tǒng)電壓波動(dòng)，跌落和上升會(huì)造成半導(dǎo)體工廠產(chǎn)生大量廢品及巨大的經(jīng)濟(jì)損失。

3 控制優(yōu)化電能質(zhì)量技術(shù)

電能質(zhì)量問題的提出由來已久，在電力系統(tǒng)發(fā)展的早期電力負(fù)荷的組成比較簡單主要由同步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)和各種照明設(shè)備等線性負(fù)荷組成的，因此這個(gè)時(shí)候衡量電能質(zhì)量的指標(biāo)也比較簡單，所以在運(yùn)行的過程中，也馬上顯示出一些問題，比如對用電器的作用和各種外界干擾都十分得敏感，只要使用過程中，出現(xiàn)任何的電能質(zhì)量問題，都會(huì)引發(fā)一系列的變化，比如造成產(chǎn)品質(zhì)量下降或管理秩序的紊亂，進(jìn)一步造成重大的經(jīng)濟(jì)損失和不良的社會(huì)影響。所以因?yàn)閲?yán)峻的現(xiàn)實(shí)，在這種情況下就不得不用到動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器，不過動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的長時(shí)間使用也暴露出很多問題，需要用到控制優(yōu)化電能質(zhì)量技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，對動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器進(jìn)行不斷的完善和發(fā)展。

控制優(yōu)化電能質(zhì)量工作原理可以簡述為：電流電壓輸入之后，通過檢測電路網(wǎng)絡(luò)檢測網(wǎng)絡(luò)的運(yùn)行速度，測出來之后，相應(yīng)的輸入電壓信號，然后根據(jù)電壓計(jì)算方法和電流公式，進(jìn)一步確定出出哪些的電壓指令信號是有問題的，將有問題的信號特別關(guān)注起來，將直流轉(zhuǎn)化成交流補(bǔ)償電壓，再接入到電網(wǎng)中運(yùn)行，消除電網(wǎng)電壓中的有問題的變量，使高質(zhì)量的正弦電壓系統(tǒng)重新注入新鮮血液。所以要想對動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器進(jìn)行控制優(yōu)化電能質(zhì)量技術(shù)，就要從原理開始著手，進(jìn)一步深入。

4 動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的電能控制解決方案

在長期的運(yùn)行過程中，傳統(tǒng)的電能電壓控制方法普遍暴露出動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度慢，并且安全性差等缺點(diǎn)。為了達(dá)到使電壓系統(tǒng)在兼顧保護(hù)運(yùn)行者生命財(cái)產(chǎn)安全的前提下，并且能夠具有很好的穩(wěn)定性和把握精確度的目的，這種情況下，所以對電力電壓供電系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行系統(tǒng)優(yōu)化就尤為重要，運(yùn)用傳統(tǒng)的d-q檢測算法，能夠?qū)崿F(xiàn)低通濾波器對基波和諧波的分離，故此檢測結(jié)果無一例外地都被濾波器延時(shí)和衰減所影響。若此種情況不能同時(shí)滿足幅頻響應(yīng)和相頻響應(yīng)的要求，將會(huì)導(dǎo)致相關(guān)剩下的操作非常困難。

所以研究人員在實(shí)際研究過程中，為了達(dá)到使系統(tǒng)能夠兼顧安全性能的前提下，還能具有很好的穩(wěn)定性和控制精度的目的，對系統(tǒng)的控制策略進(jìn)行優(yōu)化就尤為重要。要實(shí)現(xiàn)電壓變速逆變器正常的運(yùn)行工作，必須同時(shí)對電壓和電流進(jìn)行監(jiān)控，將電壓作為外環(huán)控制量，電流用于內(nèi)環(huán)控制，其中要注意對電壓的控制為精確控制，電流控制與之相反，為粗略控制。同時(shí)在運(yùn)行系統(tǒng)的準(zhǔn)備通道中加入了超前校正環(huán)節(jié)。不僅進(jìn)行了試驗(yàn)，還必須輔助進(jìn)行高度的的模擬操作，據(jù)此驗(yàn)證算法的實(shí)用性。

通過其實(shí)可行的算法分析可知，將優(yōu)化的檢測算法和傳統(tǒng)的控制算法同時(shí)應(yīng)用于電壓變量的穩(wěn)定控制技術(shù)，可以有效地提高電壓諧波檢測的精度，同時(shí)還可以大幅度地降低事故的發(fā)生，使得整個(gè)系統(tǒng)在效率高超的響應(yīng)的前提下，具有很好的優(yōu)越性和可操作性。

5 結(jié)語

隨著我國國民經(jīng)濟(jì)及科技水平的快速發(fā)展，各行各業(yè)對電能質(zhì)量的要求越來越高，研究配電網(wǎng)電能質(zhì)量穩(wěn)定控制技術(shù)已經(jīng)成為當(dāng)務(wù)之急文中所闡述的優(yōu)化的電能質(zhì)量穩(wěn)定控制技術(shù)的控制器算法采用新的發(fā)電式，使系統(tǒng)在兼顧穩(wěn)定性和安全性的同時(shí)，并將這種新算法應(yīng)用到配電網(wǎng)諧波檢測中，有效地提高了整體檢測的精度。

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作者單位

華北水利水電大學(xué)電力學(xué)院 河南省鄭州市 450045