摘要

随着现代技术的发展， 电力用户对电能质量的要求不断提高。 最近几十年来， 由于敏感负荷的增加， 由电压凹陷造成的经济损失也在迅速增加。 电压凹陷问题 及其经济有效的补偿设备动态电压恢复器(DVR)越来越受到国内外专家学者的关 注，成为研究的热门方向。

本论文主要对单相 DVR 控制技术中的主要内容进行了研究， 内容包括电压凹 陷检测方法、 电压补偿策略以及注入电压控制方法等。 电压凹陷特征值的检测是 影响装置补偿效果的关键环节， 论文比较了现有方法的优缺点， 在此基础上提出 了一种新的 d-q 变换单相检测法。 在分析了 DVR 各种电压补偿策略的基础上， 论 文阐述了用于单相 DVR 的改进最小能量电压补偿策略， 这种方法能够使装置在向 系统输出较小有功功率实现补偿时， 解决补偿前后负载侧电压相位跳变较大的问 题。 此外， 针对传统的注入电压开环控制方法系统输出效果不理想的缺点， 本文 采用了以 DVR 实际输出电压为控制目标的 PD 闭环控制方式，改善了系统的动态 性能。最后，在理论分析的基础上，设计并搭建了基于TMS320F2812DSP 的单相 DVR 实验系统。通过实验表明，该实验系统能较好地完成对电压凹陷的补偿，同 时也证明了理论分析的正确性。

关键词：电压凹陷；DVR；检测；DSP

ABSTRACT

Along with the development of modern technology, power customers more and more severely requests of power quality. Since recent decades, the losses cause by   voltage sag have rapidly increased with the increasing of using sensitive loads.        Voltage sag and its much cost-effective compensation device dynamic voltage         restorer(DVR) are being paid more and more attention to and turning into the hottest direction of research.

The paper mainly researched the chief content of control technologies in single   phase DVR, which includes voltage sag detecting methods, compensation strategy     and control strategy etc. The detection of voltage sag characteristics is the pivotal      factor to the effectiveness of DVR. This paper proposed a new d-q detection method  of sag characteristics on basis of comparing existent methods’ merits and demerits.    Based on the analysis of several DVR voltage compensation strategies existing, this   paper illustrate a modified minimum real-power compensation method applies to       single phase DVR. Using this method DVR could compensate the sag by injecting     minor real power to the system, At the same time this method settled the problem that the load side voltage have a big phase-shift between pre-compensation and

after-compensation. In addition, according that the traditional open-loop control       strategy have the defects of imperfect output effection of the system. This paper       adopted a PD closed-loop control strategy which using DVR actual injecting voltage as controlling target. The dynamic properties of the system improved in this way. On the basis of theoretical analysis, a single phase DVR experiment system is designed  and made which based on TMS320F2812DSP. From experiments it shows that the   experiment system could well compensates the voltage sag. And this proved the       validity of theoretical analysis.

Key words: voltage sag; DVR; detection; DSP

目录

摘要 i

ABSTRACT ii

第一章  绪论  1

1.1 选题背景和研究意义  1

1.2 电能质量问题  2

1.2.1 电能质量的定义   2

1.2.2 电能质量问题的分类   2

1.3 电压凹陷  4

1.3.1 电压凹陷的介绍   4

1.3.2 引起电压凹陷的原因   4

1.3.3 电压凹陷对用电设备的危害   6

1.3.4 电压凹陷的解决办法   7

1.4 动态电压恢复器DVR简介 8

1.4.1 DVR装置的系统结构  8

1.4.2 DVR的主电路  9

1.4.3 DVR的研究现状  11

1.5 本文所做的工作 12

第二章  电压凹陷特征值检测方法的研究  14

2.1 现有电压凹陷检测方法  14

2.1.1 有效值计算方法   14

2.1.2 离散傅立叶变换检测法   14

2.1.3 数字矩阵检测法   16

2.1.4 三相电压dq变换检测法   16

2.1.5 基于虚拟三相电压dq变换的检测法   17

2.2 基于dq变换的单相电压凹陷检测法 17

2.2.1 检测原理   18

2.2.2 软件锁相环（SPLL）   18

2.3 单相电压凹陷检测方法的仿真实验 19

2.4 基于DSP的单相电压凹陷检测方法的实验验证   20

2.4.1 硬件系统   20

2.4.2 软件实现   21

2.4.3 实验结果   22

2.5 小结  23

第三章  单相DVR补偿策略分析  24

3.1 DVR串联补偿中的两个限制条件   24

3.2 单相DVR的补偿策略 25

3.2.1 完全补偿法   25

3.2.2 同相补偿法   25

3.2.3 最小能量补偿法   26

3.3 用于单相DVR的最小能量补偿策略 29

3.4 仿真实验 31

3.5 小结  36