[实用新型]直流电容器储能型动态电压恢复器的电压跌落补偿装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及电容器储能型动态电压恢复器电压控制技术领域，尤其是涉及一种直流电容器储能型动态电压恢复器的电压跌落补偿装置。

背景技术

电压跌落已成为当前研究供电稳定性问题的热点。引用IEEE 1159-2009标准，定义电压跌落为：供电电压的均方根值在短时间内突然下降到额定值的90%～10%，然后又回升至正常值的事件，其典型持续时间为0.5～30个周波，最长持续时间为1min。电压跌落一般可以用两个特征量描述：跌落幅值和跳变相角。

（1）跌落幅值，跌落幅值可以反映电压跌落的程度，是描述电压跌落的重要参数之一，通常用发生电压跌落幅值深度（MF＝U_sag/U_ref）表示，其中U_ref指跌落前的电压有效值，U_sag指电压跌落时的电压有效值。当发生不对称电压跌落时，电压有效值U_ref、U_sag指基波正序分量的有效值。由于电压检测只能是对不同时刻的电压进行采样，采样频率直接影响有效值的计算结果。

（2）跳变相角，电压跌落不仅造成电压幅值的降落，同时可能引起相角的跳变。电压相角的跳变会造成电压波形的缺失和电压频率的抖动。电压检测中，通常利用锁相技术捕获跳变相角。并不是所有用电设备都会受到电压相角跳变的影响，只有那些利用电压相位工作的设备容易受到电压相位跳变的干扰，例如利用电压相位产生高频触发脉冲的装置。

电压跌落问题已受到国内外研究者的广泛关注。国际上比较知名的大公司和科研机构都研发出了自己的电压跌落缓解装置，国内在这方面主要处于理论研究和产品试制阶段。当前，国内外对电压跌落问题的研究主要集中在几个方面：电压跌落的分析计算；电压跌落的实时检测；缓解电压跌落的措施。

目前，常用的缓解电压跌落的措施有：减少故障数目，缩短故障切除时间；改变系统设计，使短路故障发生时用户设备处的电压扰动最小；在供电网络与用户设备间加装缓解装置；提高用电设备对电能质量问题的抵御能力。

其中，减少故障数目和缩短障切除时间是提高电能质量最显而易见的方法，然而真正实施起来远没那么简单。同样，通过改变供电方式，比如采用两个或多个电源对敏感负荷供电，可以有效降低电压跌落问题的严重性，但代价太高。提高用电设备的抗扰能力是解决电压跌落引起设备跳闸问题的有效方法，但事实上用户很难依据现场电能质量水平提出对电能质量扰动抵御能力的要求。当前，应用最普遍的缓解电压跌落的方法是在供电网络与用户设备间加装缓解装置，例如不间断电源（Uninterruptible Power Supply，UPS）、动态电压校正器（Dynamic Sag Corrector,DySC）和动态电压恢复器（Dynamic Voltage Restorer,DVR）。

本实用新型的对象是针对动态电压恢复器(DVR)的控制装置。

缓解电压跌落的装置中，采用不间断电源解决电压跌落问题存在大容量器件价格昂贵、储能设备维护量大等缺点；动态电压校正器在工作原理上与动态电压恢复器相似，但其三相电路结构相对复杂；而动态电压恢复器被认为是目前解决电压跌落问题最经济、有效的用户电力装置。

1988年Narain G Hingorani博士提出用户电力技术（custom power,CP）概念，其核心内容是将电力电子技术、微处理机技术、自动控制技术运用于中、低压配电系统和用电系统，动态电压恢复器（DVR）就是CP家族的重要成员。1996年，西屋电气公司(Westinghouse Electric Corporation)首次发表了DVR装置的研究报告及实验结果。同年8月，西屋电气公司与美国电力科学研究院(EPRI)联合研制的第一台2MVA的DVR装置成功安装在Duck电力公司在美国南卡罗来纳州安德森（Anderson,SC）的一处12.47kV配电系统上，此装置可补偿最大电压跌落深度为33%。