基于零序电压优化补偿的中压动态电压恢复方法及系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于动态电压恢复器技术领域，特别涉及一种基于零序电压优化补偿的中 压动态电压恢复器系统。
【背景技术】
[0002] 动态电压恢复器值ynamic Voltage Restorer, DVR)被认为是治理电压跌落问题 最为有效的手段之一。目前的电压跌落补偿装置绝大部分是应用于低压配电系统，就地对 各敏感负荷进行补偿。由于保护范围有限，且随着敏感负荷的数量和容量越来越大，该种治 理措施的经济性较差，因此电压跌落补偿装置安装于高电压等级系统中时可获得更大的保 护范围。我国3~60kV中压配电网普遍采用中性点非有效接地方式，中压大容量DVR应W 线电压补偿为目标。目前参考电压计算主要是利用DVR的两相对H个线电压进行补偿，另 外一相的参考电压为0,或在上述参考电压中增加零序分量W充分利用DVR的输出能力。
[0003] 中性点非有效接地系统中电压跌落类型复杂，故障相电压跌落常伴随着非故障相 电压升高的现象，DVR补偿需要考虑是否会对电压升高相产生影响。DVR装置的补偿范围受 制于最大相补偿电压大小，只要有一相需要的补偿电压超过补偿能力，装置就不能进行充 分的电压补偿，大大降低了补偿装置的综合利用率，不利于最大限度地利用DVR的设计容 量。因此，若能合理地选择零序电压，可W使H相补偿电压的大小尽量均衡，H相尽量均匀 分担补偿任务。同时避免对电压升高相电压产生影响，对于提高中压DVR的实用化水平具 有重要的实用价值。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种基于零序电压优化补偿的中压动态电压恢复技术方 案，使得DVR能满足中压中性点非有效接地系统中对电压跌落的治理需求。
[0005] 本发明技术方案提供一种基于零序电压优化补偿的中压动态电压恢复方法，包括 参考电压计算过程和PWM信号生成过程，在参考电压计算过程和PWM信号生成过程之间进 行零序电压优化过程，所述零序电压优化过程包括W下步骤，
[000引步骤1，按照完全补偿的要求计算得到DVR各相需要补偿的电压分别为Uaww、 Ub(dvr)和U e(dvr)，对应需要补偿的线电压分别为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] 步骤2,参考电压矢量预处理，包括w 0点为H相电压对称时中性点对应位置，w 故障前A相电压为X轴正向，W超前X轴90°的方向为y轴正向，设跌落前DVR母线侧H个 相电压对应的矢量分别为0A'、OB'和0C'，跌落后DVR母线侧H个相电压对应的矢量分别 为0A、0B和0C ;DVR各相需要补偿的电压、Ubww和U cww分别对应矢量A' A、B' B和 C' C，将该H个参考电压矢量平移至0点；
[000引步骤3,求一点0'使得0'到H角形A A' B' C' H顶点距离的最大值最小，矢量00' 对应优化零序电压U。。。,；
[000引在AA' B' C'为锐角S角形时，设端点A'、B'和C'坐标分别为（X。yi)、咕，y2)和 咕，ys)，根据外也性质，得出0'坐标（X，y)为：
【主权项】
1. 一种基于零序电压优化补偿的中压动态电压恢复方法，包括参考电压计算过程和 PWM信号生成过程，其特征在于：在参考电压计算过程和PWM信号生成过程之间进行零序电 压优化过程，所述零序电压优化过程包括以下步骤， 步骤1，按照完全补偿的要求计算得到DVR各相需要补偿的电压分别为Ua(dvrt、Ub(dvri和 U。UvrO，对应需要补偿的线电压分别为 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); 步骤2,参考电压矢量预处理，包括以O点为三相电压对称时中性点对应位置，以故障 前A相电压为X轴正向，以超前X轴90°的方向为y轴正向，设跌落前DVR母线侧三个相电 压对应的矢量分别为OA'、OB'和OC'，跌落后DVR母线侧三个相电压对应的矢量分别为OA、 OB和OC ;DVR各相需要补偿的电压 Ua(dvr)、Uj3(dvr)矛口 U c(dVr) 分别对应矢量A' A、B' B和C' C， 将这三个参考电压矢量平移至0点； 步骤3,求一点0'使得0'到三角形Λ A' B' C'三顶点距离的最大值最小，矢量00'对 应优化零序电压U_t; 在AA'B'C'为锐角三角形时，设端点A'、B'和C'坐标分别为（Xl，yi)、（x 2，y2)和 (X3, y3)，根据外心性质，得出〇'坐标（X，y)为：
其中，中间变量4 = X22 + >，22 ;
则优化零序电压如下
在ΛΑ' B' C'为非锐角时，不失一般性，设边B' C'最长，0'点应取为B' C'的中点，优 化零序电压如下，
得到经零序电压优化后的参考相电压Uawvrt-Ucit^ Ub(dvrt-Ucitjpt和U
2. -种基于零序电压优化补偿的中压动态电压恢复系统，包括参考电压计算单元和 PWM信号生成单元，其特征在于：在参考电压计算单元和PWM信号生成单元之间设置零序电 压优化单元，所述零序电压优化单元包括以下步骤， 补充电压提取模块，用于按照完全补偿的要求计算得到DVR各相需要补偿的电压分别 为 Ua(dvr)、队((^1〇和 U c(dvr)， 对应需要补偿的线电压分别为 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) ? 参考电压矢量预处理模块，用于参考电压矢量预处理，包括以〇点为三相电压对称时 中性点对应位置，以故障前A相电压为X轴正向，以超前X轴90°的方向为y轴正向，设跌 落前DVR母线侧三个相电压对应的矢量分别为OA'、OB'和OC'，跌落后DVR母线侧三个相 电压对应的矢量分别为0Α、0Β和OC ;DVR各相需要补偿的电压Ua(dvri、Ub(dvri和U e(dvri分别对 应矢量A' A、B' B和C' C，将这三个参考电压矢量平移至0点；； 优化模块，用于求一点〇'使得〇'到三角形ΛΑ' B' C'三顶点距离的最大值最小，矢量 00'对应优化零序电压Uctopt; 在AA'B'C'为锐角三角形时，设端点Α'、Β'和C'坐标分别为（Xl，yi)、（x 2，y2)和 (X3, y3)，根据外心性质，得出〇'坐标（X，y)为：
其中，中间变量4 = X22+J22;
愛良由疋如卞
在ΛΑ' B' C'为非锐角时，不失一般性，设边B' C'最长，0'点应取为B' C'的中点，优 化零序电压如下，
得到经零序电压优化后的参考相电压Uawvrt-Ucit^ Ub(dvrt-Ucitjpt和U
【专利摘要】本发明提供基于零序电压优化补偿的中压动态电压恢复方法及系统，零序电压优化包括按照完全补偿的要求计算得到DVR各相需要补偿的电压和对应需要补偿的线电压；设跌落前DVR母线侧三个相电压对应的矢量分别为OA’、OB’和OC’；跌落后DVR母线侧三个相电压对应的矢量分别为OA、OB和OC；DVR各相需要补偿的电压分别对应矢量A’A、B’B和C’C，将这三个参考电压矢量平移至O点；求一点O’使得O’到三角形?A’B’C’三顶点距离的最大值最小，矢量OO’对应的优化零序电压，从而得到优化结果。本发明可避免传统参考电压计算方法补偿后负载电压暂升的问题，同时可有效减小对动态电压恢复器补偿能力的要求。
【IPC分类】H02J3-12
【公开号】CN104638651
【申请号】CN201510074991
【发明人】乐健, 杨金涛, 杜旭, 周武, 刘开培
【申请人】武汉大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年2月12日