動態電壓恢復器控制優化電能質量技術

楊雙雙++劉天曉++常海松

摘 要

隨著現代社會科學技術的不斷發展和工業規模的擴大，尤其是第三次科技革命之后以信息技術為先導的知識經濟時代的到來，全社會對電能需求日益增加，這種背景下，電子設備在電力系統中大量投入使用。這些設備對電源的波動和各種干擾十分敏感，而電能質量一旦出現問題可能會造成產品質量下降或管理秩序的紊亂，從而造成重大的經濟損失和不良的社會影響。動態電壓恢復器是解決配電系統動態電能質量的新型裝置，在其中發揮著重要作用。

【關鍵詞】動態電壓恢復器 電能質量技術 新型裝置 優化技術

1 引言

現代社會是一個離不開電的世界，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、廠房不能正常運行，就連普通家庭也不能正常的吃飯、娛樂，因此全社會對電力的需求日益增大，尤其計算機相關的電子設備在電網系統中被大量的使用。

不過在運行過程中，也顯示出一些問題，比如對手機電磁波的干擾都十分得敏感，只要出現運行一遇問題就會被迫中斷，造成重大的經濟損失和不良的社會影響。所以在這種情況下就要用到動態電壓恢復器進行補救，它可以有效降低對用電電源的波動和各種干擾。本文主要研究對動態電壓恢復器的控制優化電能質量技術。

2 動態電壓恢復器

動態電壓恢復器，英文簡寫做DVR，實質是指帶有儲能裝置（系統）的串聯補償裝置，不過并沒有無功功率，但是擁有補償有功功率的能力，現代電力電子技術在運行過程中，可以實現對電能質量的控制，從而為每一位用電者提供特定的電能電力供應，使得電力能夠正常運行，目前要用到的設備主要有配電系統靜止補償器，有源電力濾波，以及串聯電能質量控制器（DVR）等設備。

系統電壓受到干擾時，會發生變化，負荷側電壓短時跌落，如果這時出現了幾個周波至幾十個周波就會造成敏感負荷，這種現象就是計算機設備故障產生的主要原因，而動態電壓調節器（DVR），在短時間之內就會產生補償電壓，抵消系統運行電壓所受到的運行干擾，但是負荷側電壓并不會發生變化，這樣就有效保證了敏感負荷，計算機負荷的安全可靠運行。動態電壓調節器的響應速度快，可以保證負荷產生的側電壓波形為標準的正弦，消除電壓諧波和電壓波動與閃變對負載的影響。

總體說來，動態電壓恢復器具有調劑電壓電流動態和穩態的跌落、上升、閃變，具有良好的動態電壓補償能力，可以有效抑制諧波、三相不平衡，提高電能質量的優點，可以串聯在敏感負荷與系統電源兩種系統之間，防止干擾造成的運行工作異常.比如半導體工廠供電時，在電源與用電負荷之間，防止系統電壓波動，跌落和上升會造成半導體工廠產生大量廢品及巨大的經濟損失。

3 控制優化電能質量技術

電能質量問題的提出由來已久，在電力系統發展的早期電力負荷的組成比較簡單主要由同步電動機異步電動機和各種照明設備等線性負荷組成的，因此這個時候衡量電能質量的指標也比較簡單，所以在運行的過程中，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，出現任何的電能質量問題，都會引發一系列的變化，比如造成產品質量下降或管理秩序的紊亂，進一步造成重大的經濟損失和不良的社會影響。所以因為嚴峻的現實，在這種情況下就不得不用到動態電壓恢復器，不過動態電壓恢復器的長時間使用也暴露出很多問題，需要用到控制優化電能質量技術進行改進，對動態電壓恢復器進行不斷的完善和發展。

控制優化電能質量工作原理可以簡述為：電流電壓輸入之后，通過檢測電路網絡檢測網絡的運行速度，測出來之后，相應的輸入電壓信號，然后根據電壓計算方法和電流公式，進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注起來，將直流轉化成交流補償電壓，再接入到電網中運行，消除電網電壓中的有問題的變量，使高質量的正弦電壓系統重新注入新鮮血液。所以要想對動態電壓恢復器進行控制優化電能質量技術，就要從原理開始著手，進一步深入。

4 動態電壓恢復器的電能控制解決方案

在長期的運行過程中，傳統的電能電壓控制方法普遍暴露出動態響應速度慢，并且安全性差等缺點。為了達到使電壓系統在兼顧保護運行者生命財產安全的前提下，并且能夠具有很好的穩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的控制策略進行系統優化就尤為重要，運用傳統的d-q檢測算法，能夠實現低通濾波器對基波和諧波的分離，故此檢測結果無一例外地都被濾波器延時和衰減所影響。若此種情況不能同時滿足幅頻響應和相頻響應的要求，將會導致相關剩下的操作非常困難。

所以研究人員在實際研究過程中，為了達到使系統能夠兼顧安全性能的前提下，還能具有很好的穩定性和控制精度的目的，對系統的控制策略進行優化就尤為重要。要實現電壓變速逆變器正常的運行工作，必須同時對電壓和電流進行監控，將電壓作為外環控制量，電流用于內環控制，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。同時在運行系統的準備通道中加入了超前校正環節。不僅進行了試驗，還必須輔助進行高度的的模擬操作，據此驗證算法的實用性。

通過其實可行的算法分析可知，將優化的檢測算法和傳統的控制算法同時應用于電壓變量的穩定控制技術，可以有效地提高電壓諧波檢測的精度，同時還可以大幅度地降低事故的發生，使得整個系統在效率高超的響應的前提下，具有很好的優越性和可操作性。

5 結語

隨著我國國民經濟及科技水平的快速發展，各行各業對電能質量的要求越來越高，研究配電網電能質量穩定控制技術已經成為當務之急文中所闡述的優化的電能質量穩定控制技術的控制器算法采用新的發電式，使系統在兼顧穩定性和安全性的同時，并將這種新算法應用到配電網諧波檢測中，有效地提高了整體檢測的精度。

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作者單位

華北水利水電大學電力學院 河南省鄭州市 450045