现代电能质量的主要问题及其对策(2)

3. 1动态电压恢复器

动态电压恢复器(Dynam ic Vo ltage Resto rer——DVR ) 结构如图1 所示。DVR 通过串联变压器在馈线上以电压叠加的方式向电力系统注入补偿电压, 用于消除系统电压变化(尤其是电压暂降) 对负荷的不利影响。DVR 使用IGBT 或IGCT 等大功率可关断器件。系统正常供电时, 它处于低耗备用状态。当系统电压出现突然变化时,DVR 能快速反应, 通过串联变压器向系统注入3 个与系统同频的单相交流电压分量以抵消系统电压的改变, 其瞬时值为正常电压瞬时值与故障电压瞬时值之差。DVR 的响应速度在几毫秒之内。根据电压相位的不同,DVR 控制分为同相电压补偿控制和最小能量补偿控制。由于出现电压暂降时, 相电压的相位也会出现很大的变化, 这给补偿参考信号的检测、计算造成了困难。因此, 快速可靠的补偿电压参考信号检测技术是DVR 的关键。决定DVR 容量的是补偿电压最大值和负载电流值。当最大补偿电压是负载额定电压的30% 时, 大约可消除95% 以上的电压扰动。目前,DVR 容量可达几十MVA , 反应速度在1 m s 以内。

图2U PQC 原理图

3. 2统一电能质量控制器

统一电能质量控制器(U n iversal Pow er Q ualityCon t ro ller ——U PQC) 的主电路由一串联逆变器和一并联逆变器组成, 两者通过电容耦合, 如图2 所示。

并联逆变器采用PWM 电流控制技术, 进行非线性负载谐波电流及无功补偿, 并起调节电容直流电压作用。串联逆变器采用PWM 电压控制技术, 通过控制其输出电压达到抑制电源电压谐波, 减少电源电压波动对敏感负荷的影响。因此, 该装置综合了串联和并联补偿器的优点, 是一种综合电能质量补偿器, 能解决绝大多数的暂态电能质量问题。

4结论

传统电能质量控制方法, 例如柔性输电系统(FACTS) 技术, 主要用于解决无功功率、谐波、三相不平衡等静态电能质量问题, 不能很好的解决电压暂降这个暂态电能质量问题。然而, 随着电力电子器件制造水平及设备控制水平的提高,DVR、U PQC 等设备可以快速、动态地补偿电网中的电压暂降。借助于用户电力技术, 可望将电力系统改造成无电压波动、无不对称以及无谐波的理想网络, 满足电力负荷对电能质量(尤其是电压暂降) 日益提高的需求。

参考文献

[1 ]H ingo raniN G. Int roducing custom pow er [J ]. IEEESpect rum , 1995, (6) : 41～ 47.

[ 2 ] Chow dhury H B. Pow er Q uality. IEEE Po tent ials,2001, 20 (2) : 5～ 11.

[3 ]Daniel Sabin D, A shok Sundaram. Q uality enhance re2liability [J ]. IEEE Spect rum , 1996, (2) : 34～ 41.

[4 ]肖国春, 刘进军, 王兆安. 电能质量及其控制技术的研究进展[J ]. 电力电子技术, 2000, 34 (6) : 58～ 60.

[ 5 ]徐丙垠, 李天友, 金文龙. 电能质量问题及其管理[J ].电力设备, 2003, 4 (1) : 60～ 63.

[ 6 ]蒋平, 赵剑锋, 唐国庆. 电能质量问题及其治理方法[J ]. 江苏电机工程. 2003, 22 (1) : 16～ 18.

[7 ]朱桂萍, 王树明. 电能质量控制技术综述[J ]. 电力系统自动化, 2001, 26 (19) : 28～ 29.

[8 ]赵贺, 周孝信, 武守远. 改善电能质量的电网补偿技术[J ]. 电力设备, 2003, 4 (1) : 18～ 24.