基于零序電壓優(yōu)化補償?shù)闹袎簞討B(tài)電壓恢復方法及系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明屬于動態(tài)電壓恢復器技術領域，特別涉及一種基于零序電壓優(yōu)化補償?shù)闹?壓動態(tài)電壓恢復器系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002] 動態(tài)電壓恢復器值ynamic Voltage Restorer, DVR)被認為是治理電壓跌落問題 最為有效的手段之一。目前的電壓跌落補償裝置絕大部分是應用于低壓配電系統(tǒng)，就地對 各敏感負荷進行補償。由于保護范圍有限，且隨著敏感負荷的數(shù)量和容量越來越大，該種治 理措施的經(jīng)濟性較差，因此電壓跌落補償裝置安裝于高電壓等級系統(tǒng)中時可獲得更大的保 護范圍。我國3~60kV中壓配電網(wǎng)普遍采用中性點非有效接地方式，中壓大容量DVR應W 線電壓補償為目標。目前參考電壓計算主要是利用DVR的兩相對H個線電壓進行補償，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] 中性點非有效接地系統(tǒng)中電壓跌落類型復雜，故障相電壓跌落常伴隨著非故障相 電壓升高的現(xiàn)象，DVR補償需要考慮是否會對電壓升高相產(chǎn)生影響。DVR裝置的補償范圍受 制于最大相補償電壓大小，只要有一相需要的補償電壓超過補償能力，裝置就不能進行充 分的電壓補償，大大降低了補償裝置的綜合利用率，不利于最大限度地利用DVR的設計容 量。因此，若能合理地選擇零序電壓，可W使H相補償電壓的大小盡量均衡，H相盡量均勻 分擔補償任務。同時避免對電壓升高相電壓產(chǎn)生影響，對于提高中壓DVR的實用化水平具 有重要的實用價值。

【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)化補償?shù)闹袎簞討B(tài)電壓恢復技術方 案，使得DVR能滿足中壓中性點非有效接地系統(tǒng)中對電壓跌落的治理需求。
[0005] 本發(fā)明技術方案提供一種基于零序電壓優(yōu)化補償?shù)闹袎簞討B(tài)電壓恢復方法，包括 參考電壓計算過程和PWM信號生成過程，在參考電壓計算過程和PWM信號生成過程之間進 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，按照完全補償?shù)囊笥嬎愕玫紻VR各相需要補償?shù)碾妷悍謩e為Uaww、 Ub(dvr)和U e(dvr)，對應需要補償?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2,參考電壓矢量預處理，包括w 0點為H相電壓對稱時中性點對應位置，w 故障前A相電壓為X軸正向，W超前X軸90°的方向為y軸正向，設跌落前DVR母線側H個 相電壓對應的矢量分別為0A'、OB'和0C'，跌落后DVR母線側H個相電壓對應的矢量分別 為0A、0B和0C ;DVR各相需要補償?shù)碾妷?、Ubww和U cww分別對應矢量A' A、B' B和 C' C，將該H個參考電壓矢量平移至0點；
[000引步驟3,求一點0'使得0'到H角形A A' B' C' H頂點距離的最大值最小，矢量00' 對應優(yōu)化零序電壓U。。。,；
[000引在AA' B' C'為銳角S角形時，設端點A'、B'和C'坐標分別為（X。yi)、咕，y2)和 咕，ys)，根據(jù)外也性質，得出0'坐標（X，y)為：
【主權項】
1. 一種基于零序電壓優(yōu)化補償?shù)闹袎簞討B(tài)電壓恢復方法，包括參考電壓計算過程和 PWM信號生成過程，其特征在于：在參考電壓計算過程和PWM信號生成過程之間進行零序電 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，按照完全補償?shù)囊笥嬎愕玫紻VR各相需要補償?shù)碾妷悍謩e為Ua(dvrt、Ub(dvri和 U。UvrO，對應需要補償?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2,參考電壓矢量預處理，包括以O點為三相電壓對稱時中性點對應位置，以故障 前A相電壓為X軸正向，以超前X軸90°的方向為y軸正向，設跌落前DVR母線側三個相電 壓對應的矢量分別為OA'、OB'和OC'，跌落后DVR母線側三個相電壓對應的矢量分別為OA、 OB和OC ;DVR各相需要補償?shù)碾妷? Ua(dvr)、Uj3(dvr)矛口 U c(dVr) 分別對應矢量A' A、B' B和C' C， 將這三個參考電壓矢量平移至0點； 步驟3,求一點0'使得0'到三角形Λ A' B' C'三頂點距離的最大值最小，矢量00'對 應優(yōu)化零序電壓U_t; 在AA'B'C'為銳角三角形時，設端點A'、B'和C'坐標分別為（Xl，yi)、（x 2，y2)和 (X3, y3)，根據(jù)外心性質，得出〇'坐標（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，不失一般性，設邊B' C'最長，0'點應取為B' C'的中點，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)化補償?shù)闹袎簞討B(tài)電壓恢復系統(tǒng)，包括參考電壓計算單元和 PWM信號生成單元，其特征在于：在參考電壓計算單元和PWM信號生成單元之間設置零序電 壓優(yōu)化單元，所述零序電壓優(yōu)化單元包括以下步驟， 補充電壓提取模塊，用于按照完全補償?shù)囊笥嬎愕玫紻VR各相需要補償?shù)碾妷悍謩e 為 Ua(dvr)、隊((^1〇和 U c(dvr)， 對應需要補償?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) ? 參考電壓矢量預處理模塊，用于參考電壓矢量預處理，包括以〇點為三相電壓對稱時 中性點對應位置，以故障前A相電壓為X軸正向，以超前X軸90°的方向為y軸正向，設跌 落前DVR母線側三個相電壓對應的矢量分別為OA'、OB'和OC'，跌落后DVR母線側三個相 電壓對應的矢量分別為0Α、0Β和OC ;DVR各相需要補償?shù)碾妷篣a(dvri、Ub(dvri和U e(dvri分別對 應矢量A' A、B' B和C' C，將這三個參考電壓矢量平移至0點；； 優(yōu)化模塊，用于求一點〇'使得〇'到三角形ΛΑ' B' C'三頂點距離的最大值最小，矢量 00'對應優(yōu)化零序電壓Uctopt; 在AA'B'C'為銳角三角形時，設端點Α'、Β'和C'坐標分別為（Xl，yi)、（x 2，y2)和 (X3, y3)，根據(jù)外心性質，得出〇'坐標（X，y)為：
其中，中間變量4 = X22+J22;
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在ΛΑ' B' C'為非銳角時，不失一般性，設邊B' C'最長，0'點應取為B' C'的中點，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)化補償?shù)闹袎簞討B(tài)電壓恢復方法及系統(tǒng)，零序電壓優(yōu)化包括按照完全補償?shù)囊笥嬎愕玫紻VR各相需要補償?shù)碾妷汉蛯枰a償?shù)木€電壓；設跌落前DVR母線側三個相電壓對應的矢量分別為OA’、OB’和OC’；跌落后DVR母線側三個相電壓對應的矢量分別為OA、OB和OC；DVR各相需要補償?shù)碾妷悍謩e對應矢量A’A、B’B和C’C，將這三個參考電壓矢量平移至O點；求一點O’使得O’到三角形?A’B’C’三頂點距離的最大值最小，矢量OO’對應的優(yōu)化零序電壓，從而得到優(yōu)化結果。本發(fā)明可避免傳統(tǒng)參考電壓計算方法補償后負載電壓暫升的問題，同時可有效減小對動態(tài)電壓恢復器補償能力的要求。
【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
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年2月12日