一種動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的電壓跌落補(bǔ)償方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的電壓跌落補(bǔ)償方法，該方法利用單相瞬時(shí)電壓的dq0檢測法，選取電路中故障相的電壓為參考電壓，然后構(gòu)造出三相電壓，解決三相電壓不對稱跌落的情況，使得不對稱電壓跌落轉(zhuǎn)換為三相對稱的電壓跌落，然后再采用微分的方式取代低通濾波器提取直流分量，從而具有較好的實(shí)時(shí)性以及自適應(yīng)能力。本發(fā)明采用補(bǔ)償方法的精確度和實(shí)時(shí)性都有很大的提高。
【專利說明】
一種動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的電壓跌落補(bǔ)償方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及電能質(zhì)量控制領(lǐng)域，特別是一種動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的電壓跌落補(bǔ)償方 法。
【背景技術(shù)】
[0002] 電壓跌落是指供電電壓有效值在短時(shí)間內(nèi)突然下降又回升恢復(fù)的現(xiàn)象。電壓跌落 會(huì)對設(shè)備造成各種不利的影響:造成電壓不足，不能滿足負(fù)荷運(yùn)行要求，負(fù)荷停止運(yùn)行;保 護(hù)環(huán)節(jié)將該敏感設(shè)備從系統(tǒng)中斷開，如欠電壓保護(hù)，不平衡保護(hù)等。每年會(huì)因?yàn)殡妷旱鋯?題造成很大的經(jīng)濟(jì)損失。目前解決電壓跌落問題的首選設(shè)備是動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器。
[0003] 動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器工作時(shí)首先要檢測負(fù)載的電壓量，通過計(jì)算采集到的數(shù)據(jù)分析電 網(wǎng)電壓是否發(fā)生跌落，因此要實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器具有良好的補(bǔ)償功能就必須運(yùn)用合理的 檢測方法快速準(zhǔn)確的計(jì)算出所需要補(bǔ)償?shù)碾妷毫?，可知?jiǎng)討B(tài)電壓恢復(fù)器對電壓檢測的實(shí)時(shí) 性和準(zhǔn)確性的要求都比較高，但是動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的電壓跌落檢測算法一直都存在精確度 與實(shí)時(shí)性不能兼顧的問題，制約了它的發(fā)展和應(yīng)用。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器 的電壓跌落補(bǔ)償方法，可以將不對稱的電壓跌落轉(zhuǎn)化成三相對稱的電壓跌落，而且該補(bǔ)償 方法省略了低通濾波器，具有較好的實(shí)時(shí)性。
[0005] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題采用以下技術(shù)方案：
[0006] 根據(jù)本發(fā)明提出的一種動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的電壓跌落補(bǔ)償方法，包括以下步驟：
[0007] 步驟一：已知電網(wǎng)發(fā)生故障的情況是:三相系統(tǒng)中的某一相電壓Ux發(fā)生跌落;選取 該跌落相的電壓Ux為參考，其它兩相電壓分別為U y、Uz，將Ux的相位延遲60°得到Uz，Uy = -Ux_ Uz；
[0008] 步驟二:采用鎖相環(huán)和正余弦產(chǎn)生電路提供與Ux同相位的正余弦信號(hào)；
[0009] 步驟三:通過Park變換將abc坐標(biāo)下的系統(tǒng)三相電壓變換成dqO坐標(biāo)系下，得到電 壓分量Ud、Uq和U〇;
[0010] 步驟四:將電壓分量Ud、Uq和Uo通過微分方法，得到電壓直流分量瓦、?；和?；;
[0011] 步驟五:根據(jù)步驟四得到的電壓直流分量?ζ和$，進(jìn)而得到基波正序分量的相位 角的正弦和余弦值，并選取電網(wǎng)電壓的有效值uref作為參考值，并利用基波正序分量的相位 角正弦余弦值，構(gòu)造出dqO軸上的參考值U/和Uq%
[0012] 步驟六:將得到的U/和U，通過Park反變換，使電壓從dqO坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)換到abc坐標(biāo) 系下，得到電網(wǎng)正常時(shí)的三相電壓，然后將電網(wǎng)正常時(shí)的三相電壓與步驟一中電網(wǎng)發(fā)生故 障時(shí)的電壓做差處理，就得到了電網(wǎng)所需的補(bǔ)償電壓。
[0013] 作為本發(fā)明所述的一種動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的電壓跌落補(bǔ)償方法進(jìn)一步優(yōu)化方案，設(shè) Ux為a相電壓Ua，Uy為b相電壓，Uz為c相電壓U c，則三相電壓有如下表不：
[0017] 其中，ω為工頻角頻率，山為基波相電壓的有效值，Un為第η次諧波的有效值，％為 跌落前基波電壓的初相位，％為第η次諧波的初相位，U a為電網(wǎng)a相電壓有效值，t為時(shí)間。
[0018] 作為本發(fā)明所述的一種動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的電壓跌落補(bǔ)償方法進(jìn)一步優(yōu)化方案，所 述步驟三中得到dqO坐標(biāo)系下的電壓分量Ud、U q和Uo的公式為：
[0022]作為本發(fā)明所述的一種動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的電壓跌落補(bǔ)償方法進(jìn)一步優(yōu)化方案，所 述步驟四中得到dqO坐標(biāo)系下的電壓直流分量?；、?；和?；的公式為
[0024] 其中，Ud'、Uq'、Uo'為分別對Ud、Uq、Uo求微分。
[0025] 作為本發(fā)明所述的一種動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的電壓跌落補(bǔ)償方法進(jìn)一步優(yōu)化方案，所 述步驟五中得到基波正序分量的相位角的正弦和余弦值公式分別為：
[0028]作為本發(fā)明所述的一種動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的電壓跌落補(bǔ)償方法進(jìn)一步優(yōu)化方案，所 述步驟五中構(gòu)造的dqO軸上的參考值U/和UJ為

[0031]本發(fā)明采用以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果:本發(fā)明不僅能將 不對稱的電壓跌落轉(zhuǎn)化成三相對稱的電壓跌落，同時(shí)檢測的精確度有了很大的提高;采用 積分方式取代低通濾波器可使得響應(yīng)時(shí)間大大縮短，提高了檢測算法的響應(yīng)速度;最后該 算法綜合考慮了檢測算法的精度和實(shí)時(shí)性，很大程度的改善了算法的響應(yīng)能力和補(bǔ)償精度 無法同時(shí)兼顧的問題。
【附圖說明】
[0032]圖1是本發(fā)明一種動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的電壓跌落補(bǔ)償方法的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)說明：
[0034]如圖1所示，一種動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的電壓跌落補(bǔ)償方法原理圖，主要包括以下步 驟：
[0035]步驟一：已知電網(wǎng)發(fā)生故障的情況是:三相系統(tǒng)中的某一相電壓Ux發(fā)生跌落;選取 該跌落相的電壓Ux為參考，其它兩相電壓分別為Uy、Uz，將U x的相位延遲60°得到Uz，Uy = -Ux-Uz；
[0036]步驟二:采用鎖相環(huán)和正余弦產(chǎn)生電路提供與Ux同相位的正余弦信號(hào)；
[0037]步驟三:通過Park變換將abc坐標(biāo)下的系統(tǒng)三相電壓變換成dqO坐標(biāo)系下，得到電 壓分量Ud、Uq、U〇;
[0038] 步驟四：將電壓分量Ud、Uq和UQ通過微分方法，得到電壓直流分量?ζ、f、?ζ;
[0039] 步驟五：根據(jù)步驟四得到的電壓直流分量??；和?^，進(jìn)而得到基波正序分量的相 位角的正弦和余弦值，并選取電網(wǎng)電壓的有效值Uref作為參考值，并利用基波正序分量的相 位角正弦余弦值，構(gòu)造出dqO軸上的參考值U/和Uq%
[0040] 步驟六:將得到的U/和U，通過Park反變換，使電壓從dqO坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)換到abc坐標(biāo) 系下，得到電網(wǎng)正常時(shí)的三相電壓，然后將電網(wǎng)正常時(shí)的電壓與步驟一中電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí) 的電壓做差處理，就得到了電網(wǎng)所需的補(bǔ)償電壓。
[0041 ] 所述步驟三中得到dqO坐標(biāo)系下的電壓分量Ud、uq和Uo公式為：
[0045] 所述步驟四中得到dqO坐標(biāo)系下的電壓直流分量?^、%和?；的公式為：
[0047] 其中，Ud'、Uq'和IV分別是指對Ud、Uq和IV求微分。
[0048]所述步驟五中得到基波正序分量的相位角的正弦和余弦值公式為
[0051 ] 所述步驟五中構(gòu)造的dqO軸上的參考值U/和UJ為
[0054]該方法利用單相瞬時(shí)電壓的dqO檢測法，選取電路中故障相的電壓為參考電壓，然 后構(gòu)造出三相電壓，解決三相電壓不對稱跌落的情況，使得不對稱電壓跌落轉(zhuǎn)換為三相對 稱的電壓跌落，然后再采用微分的方式取代低通濾波器提取直流分量，從而具有較好的實(shí) 時(shí)性以及自適應(yīng)能力。本發(fā)明不僅能準(zhǔn)確檢測三相對稱跌落還可以檢測出不對稱跌落，檢 測的精確度和實(shí)時(shí)性都有很大的提高。
[0055]本發(fā)明的電壓跌落補(bǔ)償方法主要是利用單相瞬時(shí)電壓dqO算法中的三相電壓構(gòu)造 來解決三相電壓不對稱跌落的情況，將不對稱的電壓跌落轉(zhuǎn)換成三相對稱的電壓跌落，然 后再通過微分的方法提取直流分量?；和?；，從而構(gòu)造出dqO軸上的參考值U/和u q'并將得 到的U/和Uql過Park反變換，使電壓從dqO坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)換到abc坐標(biāo)系下得到電網(wǎng)正常時(shí) 的三相電壓，最后將電網(wǎng)正常時(shí)的電壓與電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)的電壓做差處理，就得到了電網(wǎng) 所需的補(bǔ)償電壓。該方法保證了動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的實(shí)時(shí)性。
[0056]本說明書實(shí)施例所述的內(nèi)容僅僅是對發(fā)明構(gòu)思的實(shí)現(xiàn)形式的列舉，本發(fā)明的保護(hù) 范圍的不應(yīng)當(dāng)被視為僅限于實(shí)施例所陳述的具體形式，本發(fā)明的保護(hù)范圍也及于本領(lǐng)域技 術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思所能想到的等同技術(shù)手段。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的電壓跌落補(bǔ)償方法，其特征在于，包括以下步驟： 步驟一：已知電網(wǎng)發(fā)生故障的情況是:三相系統(tǒng)中的某一相電壓Ux發(fā)生跌落;選取該跌 落相的電壓Ux為參考，其它兩相電壓分別為Uy、Uz，將Ux的相位延遲60°得到U z ,Uy = -Ux-Uz; 步驟二:采用鎖相環(huán)和正余弦產(chǎn)生電路提供與Ux同相位的正余弦信號(hào)； 步驟三:通過Park變換將abc坐標(biāo)下的系統(tǒng)三相電壓變換成dqO坐標(biāo)系下，得到電壓分 量Ud、Uq和Uo; 步驟四：將電壓分量Ud、uq和U。通過微分方法，得到電壓直流分量?ζ、可和?；; 步驟五:根據(jù)步驟四得到的電壓直流分量?；和?；，進(jìn)而得到基波正序分量的相位角的 正弦和余弦值，并選取電網(wǎng)電壓的有效值Uref作為參考值，并利用基波正序分量的相位角正 弦余弦值，構(gòu)造出dqO軸上的參考值U/和Uq% 步驟六:將得到的U/和通過Park反變換，使電壓從dqO坐標(biāo)系下轉(zhuǎn)換到abc坐標(biāo)系下， 得到電網(wǎng)正常時(shí)的三相電壓，然后將電網(wǎng)正常時(shí)的三相電壓與步驟一中電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)的 電壓做差處理，就得到了電網(wǎng)所需的補(bǔ)償電壓。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的電壓跌落補(bǔ)償方法，其特征在于，設(shè)Ux 為a相電壓Ua，Uy為b相電壓，Uz為c相電壓Uc，則三相電壓有如下表不：其中，ω為工頻角頻率,U1為基波相電壓的有效值，Un為第η次諧波的有效值，納為跌落 前基波電壓的初相位，％為第η次諧波的初相位，Ua為電網(wǎng)a相電壓有效值，t為時(shí)間。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的電壓跌落補(bǔ)償方法，其特征在于，所述 步驟三中得到dqO坐標(biāo)系下的電壓分量Ud、U q和Uo的公式為：4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的電壓跌落補(bǔ)償方法，其特征在于，所述 步驟四中得到dqO坐標(biāo)系下的電壓直流分I丨勺公式為其中，Ud '、Uq '、Uo '為分別對Ud、Uq、Uo求微分。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的電壓跌落補(bǔ)償方法，其特征在于，所述 步驟五中得到基波正序分量的相位角的正弦和余弦值公式分別為：6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的電壓跌落補(bǔ)償方法，其特征在于，所述 步驟五中構(gòu)造的dqO軸上的參考值U/和Uj為
【文檔編號(hào)】H02J3/26GK106026144SQ201610644699
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年8月8日
【發(fā)明人】夏儒浩, 王祥勝, 王海燕
【申請人】王祥勝