电压暂降对敏感性负荷影响及抑制措施研究

随着经济的快速发展,各种敏感负荷在工业中应用越来越广泛。这些负荷对电能质量的要求很高,特别是电压的幅值对这些敏感负荷的影响。电压暂降可以说是引起这些敏感负荷不能正常工作的最主要的原因。电压暂降具有不可预测性,它可以由大型感应电动机启动,变压器投运和短路故障等原因引起,而电力系统短路故障是引起电压暂降的最主要原因。随着越来越多的工业生产受到电压暂降的影响,各国电力部门已经深入地开展电气设备对电压暂降扰动的敏感度问题的研究,该研究具有深刻的理论意义和巨大的应用价值。本文详细介绍电压暂降对敏感性负荷的影响研究,主要分为电压暂降成因的研究、电压暂降对敏感负荷影响机理分析和敏感负荷耐受电压暂降的程度分析。最后通过比较国内外抑制电压暂降的措施,选取了动态电压恢复器(DVR)来抑制电压暂降。 动态电压恢复器的实时性与它的成本造价使它成为了抑制电压暂降的最主要的装置,受到了全球电力行业的广泛关注。 本文对动态电压恢复器进行研究,首先对它的研究意义和工作原理进行了论述。同时也对DVR的组成部分储能装置、逆变装置、变压器、滤波器进行了论述。 电压暂降的时间是短暂的,因此对电压暂降的快速检测成为了抑制电压暂降的关键。本文对检测方法的发展与应用进行了详细的论述,同时也对新发展起来的一些新方法进行了介绍。最终本设计决定采用在工程应用中较为成熟的单相虚拟三相的dq0变换法,并对单相虚拟三相的dq0变换法进行了MATLAB的仿真,验证了该检测方法的有效性。 电压暂降的发生大多是单相的,本文在理论研究的基础上,应用MATLAB/SIMULINK软件建立了单相DVR的仿真模型。在本设计的单相DVR仿真模型中,采用快速的前馈控制以及补偿电压最小的同相电压补偿法对负载电压进行补偿,仿真实验证明DVR能很好地对负载侧的电压暂降进行抑制。为了更好地对负载侧的电压进行补偿,本文对动态电压恢复器配合其它的补偿方式进行了研究,最终采用了两个DVR进行串联来对敏感负荷的电压暂降进行抑制。仿真结果证明了双DVR所采用的检测方法和控制策略的正确性,取得了较好的补偿效果。 本设计最后对在仿真结果中的一些情况进行了分析。针对虚拟三相dq0变换检测方法的缺点,本文提出了在检测投入运用的前3.3毫秒屏蔽其对DVR的控制方案,并通过仿真验证了该方案的有效性了检测系统对DVR的控制,仿真结果验证了该方法的有效性。