用于缓解电压骤降的串联电压恢复器(SVR)的仿真与分析
动态电压恢复器的原理及控制综述
动态电压恢复器的原理及控制综述动态电压恢复器(Dynamic Voltage Restorer,DVR)是一种用于电力系统中电压质量改善的装置。
它能够通过迅速补偿电压瞬态、闪变以及短暂的波动,使电力设备获得稳定的电压供应,提高电力系统的可靠性和稳定性。
1.电压检测:DVR根据电压检测单元实时监测电力系统的电压波形。
一旦检测到电压异常,DVR将立即采取控制策略进行干预。
2.能量储存:DVR采用能量存储单元(如超级电容器或电池组)储存能量,以供电压补偿时使用。
这些能量存储器具有高效能量存储和释放的特性。
3.控制策略:DVR通过控制单元对电流进行控制,以达到电压的补偿目的。
常见的控制策略包括电流控制和电压控制。
电流控制通过对DVR的输出电流进行控制来实现电压补偿;电压控制则是通过在电网和负载之间插入电压源,并使其与电网电压同相同频同幅来实现电压补偿。
4.过渡过程:当电网电压出现瞬态、闪变或波动时,DVR能够迅速检测到并进行响应。
它通过将储存的能量注入电网或负载,改变电流波形,从而实现电压的补偿。
在过渡过程中,DVR会根据控制策略调整输出电流或电压,使电力设备获得稳定的电压供应。
1.控制方法:DVR的控制方法主要包括全电流控制、电压矢量控制和电压限制控制。
全电流控制是最常用和最简单的控制方法,它通过保持DVR输出电流恒定来实现电压补偿;电压矢量控制则是通过控制DVR的输出电压与电网电压的相位和幅值来实现电压补偿;电压限制控制是对电压进行限制,在电网电压进入约束范围内,DVR不对电压进行补偿。
2.控制策略:DVR的控制策略可以分为无序控制和有序控制两类。
无序控制没有对电压波形进行详细分析,只进行简单补偿。
而有序控制则根据电压异常的特性进行详细分析,并采取相应的补偿策略。
3.效果评估:评估DVR的电压补偿效果主要包括响应时间、补偿能力和稳定性等方面。
响应时间是指DVR响应电压异常的速度;补偿能力是指DVR补偿电压异常的能力;稳定性是指DVR在补偿过程中输出电压的稳定性。
动态跌落补偿的三相静态串联电压稳压器控制算法要点
动态跌落补偿的三相静态串联电压稳压器控制算法摘要许多工厂的典型的电能问题是由短暂的中断和电压过低引起的。
解决这个问题的一个常见方法是安装不间断电源UPS。
然而这些不间断电源成本高,而且需要维修。
一个节省成本的替代方法是使用静态串联稳压器额定功率负载的一小部分,稳压器与负载串联提供电压。
该论文中提出的结构带有二极管桥式整流转换器的变压器耦合的电压源逆变器连接到AC电源。
本文讨论了实施和控制的问题,并给出了稳定状态下的补偿能力曲线。
提出了一种控制算法可以保证快速恢复动态电压,并对电网的故障类型, 干扰和谐波非常敏感。
阐明了典型的单相和三相故障的特点。
功率补偿器原型的动态性能在DSP上得到了验证。
1.引言电能质量正在成为配电系统和工厂的一个越来越重要的考虑因素。
预计这些问题在没有管制的电力系统环境中将更加普遍,那里频率和电能质量都有可能不同。
现代发电厂的一个重要特征是提供高质量的电能,并且具有高可靠性,其中,计算机和其他灵敏电子设备的使用都很广泛。
在供电的很多时候,中断供电的损失很大。
在这个新的环境中,用户可能会找到能够经济地解决方案,以确保持续的高质量的电力供应。
随着静态功率转换器的快速进步,在中压系统发展的带动下,许多基于电力电子新技术,现在可以应用于一个成本有效的方法。
强烈依赖于电力电子技术的小型发电机、储能单元和功率质量补偿器有望经济地分配等级。
研究表明,大多数的电能质量问题是瞬时电压跌落、偏低、中断和过高。
另外,大多数的干扰是由错误的馈线系统或相邻的反馈器引起的。
而且,多数故障,90%是单相故障,这些故障导致三相电压跌落,有时发生在在一个或多个线路上。
另一方面功率因数电容器和变压器开关会引起电压偏高。
解决电能质量问题的常用方法是采用不间断电源UPS。
尽管UPS的市场在扩大,但这些设备还是很贵,尤其是那些大功率等级的和不常用等级的。
而且,它们需要维修。
而另一个方法需要投资,电力系统中较为传统的方法是采用并联无功补偿装置,最新技术是采用静态无功补偿器STATCOM。
电压暂降实验报告
电压暂降对敏感用电设备的影响及其抑制方法一、试验目的1、通过对试验电压暂降对敏感用电设备〔PC机〕的影响的观看来加深对电压暂降定义的理解。
2、了解暂降幅值、暂降时间以及暂降波形等各个因素对敏感用电设备的影响。
3、把握电压暂降产生的根本概念及影响因素。
4、了解电压暂降对敏感用电设备在不同运行状况〔例如PC机CPU利用率分别在0%和100%〕下的影响5、思考如何减小电压暂降对敏感用电设备的影响。
二、试验原理:1、引起电压暂降的主要缘由电压暂降产生的缘由涉及电力系统和用户两方面。
系统方面的缘由,如当输配电系统中发生短路故障、雷击、开关操作、变压器以及电容器组的投切等大事时,均可引起电压暂降。
其中,系统发生瞬时短路故障是电压瞬间跌落发生的主要缘由,短路故障可能引起较为严峻的电压暂降。
而用户的缘由包括用户内部短路以及大型感应电机的起动,电弧炉、轧钢机等冲击性负荷的投运等。
电力系统发生瞬时短路故障是电压瞬间跌落发生的主要缘由,短路故障可能引起较为严峻的电压暂降,影响工业生产中对电压敏感的电气设备,造成严峻的经济损失。
短路故障通常包括单相与地、两相或多相之间或与地经阻抗或直接连接形成短路。
在故障点,电压幅值可能降到很低的水平,在确定区域内,常常造成一些用户的电压发生暂降。
假设故障发生在系统的辐射方式配电区域,保护动作将导致供电中断;假设设备与故障发生地点距离较远,则短路故障可能只造成电压暂降;假设故障严峻到确定程度,用电设备将会跳闸。
固然,不只是短路故障会导致设备跳闸,其他一些大事,如:电容器投切、大容量电动机起动等负荷冲击也可能造成电压暂降,导致用电设备跳闸。
如变电站某条出线假设发生短路故障,保护装置动作将其隔离,与此变电站相连的其他线路将经受一次电压暂降,这种电压暂降占到总数的70%以上。
雷击也是造成系统电压暂降的另一主要缘由。
这在落雷较多的地区尤为明显,雷击时造成的绝缘子闪络或对地放电会使保护装置动作,从而导致供电电压暂降。
基于MATLAB的高压输电线路串联电容补偿装置仿真分析
基于MATLAB的高压输电线路串联电容补偿装置仿真分析孙 浩 梁文翰 李 艳(吉林化工学院 信息与控制工程学院 电气工程系 吉林 吉林 132022)摘 要: 主要利用Matlab软件,在Simulink仿真平台上搭建含有串联电容补偿装置的高压输电网络仿真模型,并对线路发生单相接地短路故障进行仿真,对短路后暂态过程及频率进行分析。
仿真结果表明Matlab为研究含串联电容补偿装置的电网产生次同步谐振问题提供强有力的工具。
关键词: 串联电容补偿;高压输电线路;SIMULINK中图分类号:TM761 文献标识码:A 文章编号:1671-7597(2012)1210004-022.2 仿真模型建立0 引言仿真模型如图3所示。
串联电容补偿就是在线路上串联电容器以补偿线路的电抗。
采用串联补偿是提高交流输电线路输送能力和增强电力系统稳定性的一种十分经济的方法。
但超高压输电线路加串联补偿后会引发次同步谐振问题。
本文主要利用MATLAB/SIMULINK对含有串联电容器的高压输电网络建模,对线路发生单相接地短路故障进行仿真,研究其暂态过程并对频率进行分析。
图3 仿真模型图1 串联补偿装置结构图常规串联电容补偿装置由电容器组、电容器组过电压保护、阻尼回路、串补旁路开关、隔离开关以及监测、保护系统组成[1]。
根据补偿容量要求,电容器组由若干单个电容器串、并联组成。
由金属氧化物(通常为氧化锌)避雷器MOV及其放电间隙保护构成电容器组的过电压保护。
正常情况下,MOV呈现高阻特性,流过电流基本为零;在发生事故后,当电容器两端的电压达到MOV保护水平时,MOV的电阻迅速降低,从而流过MOV的电流迅速增大,限制加在串联电容器上的电压,并在故障电流终止时,瞬时将电容器再投入。
放电间隙的作用是保护MOV。
当电容器需要退出运行,串补旁路开关将闭合。
阻尼回路包括电抗器和并联电阻,当间隙和旁路开关动作时,抑制间隙放电可能引发的振荡,限制电容器的放电电流。
机场工程中电网电压骤降的危害性分析及治理
l l 4磁
骧
、
‘ 以即为降束 l 上视骤结
l
电压恢复 达到 9 % I O
d_ , 皇 奄 = ,‘ = , _ , ≈ _
, 藿
∞ 硼
别 是 电压 骤 降 所 带 来 的 问 题 ) 进 行 全 面 调 查 分 析 .敏 感 电 力 用 户 开 始 认 识 到 一 味 地 要 求 电 力 公 司 从 供 电 侧 提 高 供 电 可 靠 性 对 解 决 电 压 骤 降
击 ,动物 、外 物 的碰 触 ,狂 风 及 其 他 自然 环 境 因素 引 起 的 线 路 故 障 ,以 及 电源 故 障 切 换 所 产 生 的现 象 等
作 者信 息
邵 民杰 ,男 ,华 东 建 筑设 计 研 究 院有 限公 司 ,教 授 级 高级 工 程 师 ,院副 总 工 程师 。
机场工程 中电网电压骤 降 的危害性 分析 及治理
邵 民杰 ( 东建 筑设 计 研 究 院 有 限公 司 , ̄  ̄ - 2 0 0 ) 华 - 0 0 2 q
An lsso heHa a d fVo t g a n Po rG rd i r o tEn i e rn swel st eS l to s ay i n t z r so l e S g i we i n Aip r g n e i g a l a h ou in a
企业 。
目前 .国外 针 对 电压 骤 降 的解 决 策 略 通 常 为 :按
大增加 了初期投资费用 。然而电压骤降的问题却始终
没法 得 到有 效 解 决 以供 电 可靠 性 为 9 . 9 9% 为 999 9 例 f 实 际 供 电 中 要 达 到 这 么 高 的 可 靠 性 有 一 定 难 在 度) ,按 照 一 年 3 5天 计 算 ,每 年 累 计 停 电 时 间 仅 为 6 数秒 然 而 。尽 管 有 如此 高 的可 靠 性 , 电压 骤 降 每 年 仍 可 能会 发 生 高 达 1 0次左 右 。虽 然 投 资 的费 用 很 大 , 但对 电压 骤 降 的抑 制 效 果 并 不佳 电 压骤 降对 许 多 用 户 特 别 是 公 共 、民用 建 筑 用 户 的 影 响很 小 .有 的甚 至 觉 察 不 出 它 的发 生 .由 于发 生
运行中电压骤降问题分析及改善路径
电力系统运行中电压骤降问题分析及改善路径彭华广西百色田阳县电力有限责任公司摘要:近年来,我国国民经济快速增长,大量电力电子设备投入使用,非线性负荷和冲击性负荷的比例也增大,电压骤降问题随之凸现,国内关于电压骤降的研究报告也逐年增加。
目前电压骤降问题已成为电工领域的前沿性课题之一,正越来越受到大家的重视。
关键词:电压骤降;电能质量;供电电压1、电压骤降对实际生产的危害电压骤降的持续时间虽然很短,却严重干扰了许多现代化用电设备的正常工作。
根据国外的有关资料和国内的调查结果,对电压骤降较为敏感的设备有可编程控制器(PCL)、变频调速电机、直流电机、制冷电子控制器、精密机械工具、计算机和交流接触器等。
如:(1)当电压低于90%持续几周波时,一些I/O设备会被切除,电压低于81%时PCL停止工作;(2)当电压低于70%超过6周波时,调速电机被切除;当电压低于80%时直流电机保护跳闸;(3)当电压低于85~80%时制冷电子控制器切除制冷电机,压缩机停机;(4)当电压低于60%持续12周波时,计算机工作受影响,数据丢失;(5)当电压低于70%时交流接触器抖动,电压低于60-40%超过1周波时交流接触器脱扣。
同时还发现设备自身特性与电压骤降的危害有关。
不同类型不同品牌的用电设备对电压骤降的敏感程度不同,进口设备与国产设备对电压骤降的敏感程度也不同。
国产的变频器比进口的敏感;进口的压缩机比国产的敏感。
看来,电器设备的制造标准还比较混乱。
电压骤降对那些电压敏感的用户危害较大,如半导体制造业、造纸、化工、钢铁、纺织、注塑压模生产线等。
2005年法国电力公司进行抽样调查显示,有44%的工业用户相信电压骤降对他们的生产活动产生较大破坏,每年至少引起5例生产崩溃及设备损坏和生产损失。
这些电压敏感用户的共同特点是(1)流水线生产作业,自动化程度高;(2)大量采用对电压骤降较为敏感的设备;(3)常采用恒温、恒压控制工艺,安装有冷却系统。
浅谈电压暂降的几种治理方案的对比分析
浅谈电压暂降的几种治理方案的对比分析发布时间:2022-07-22T02:16:46.672Z 来源:《科学与技术》2022年第30卷第3月第5期作者:彭友刚吉翔杨超李海彭冯杰[导读] 近年来,非线性、冲击性和不对称负荷造成的诸如电压波动、电压跌落、谐波等电能质量问彭友刚吉翔杨超李海彭冯杰中国工程物理研究院激光聚变研究中心绵阳市621000摘要:近年来,非线性、冲击性和不对称负荷造成的诸如电压波动、电压跌落、谐波等电能质量问题,引起了业界广泛关注。
随着现代电力工业的快速发展和系统中用电负荷结构的重大变化,工厂和办公自动化对电子设备的依赖性快速增长。
对于电力用户来说,电压暂降正成为一个主要的问题。
电能从发出到使用的整个过程中要跨越广阔的地理区域,这其中整个传输系统普遍遭遇闪电、暴雨、大风、施工、人员误操作等意外,引起短路故障导致的电压暂降现象,有些足以影响到敏感设备的正常运行。
据统计和案例反映,以雷击、大风和冰雪灾害为代表的恶劣天气是电力系统发生暂态电压扰动事件的重要诱因。
因此,大部分的暂态电压扰动无法从系统侧避免,用户应根据自身情况,针对电压敏感的关键设备,就地采取相应的治理措施。
本文针对四种治理方案分别进行拓扑对比分析,阐述各自的优势与特点,以实现在不同的需求下达到最优的设计。
关键词:暂降;暂升;电力电子调压装置;一、引言由于电能从发出到使用的整个过程中要跨越广阔的地理区域,这其中整个传输系统普遍遭遇闪电、暴雨、大风、施工、人员误操作等意外,引起短路故障导致的电压暂降现象,有些足以影响到敏感设备的正常运行[[[] 王宾, 潘贞存, 徐丙垠. 配电系统电压跌落问题的分析[J].电网技术, 2004, 28(2):4.]],而随着现代工业的发展,用户对供电质量的要求不断提高,对电网供电质量越来越高。
目前针对暂降/暂升等现象,较通用的方案有:双电源供电、采用加装UPS方案、或者采用在线式A VC方案。
电压骤降:原因、危害,监测与分析
骤降密度分布图 ● IEC61000-2-8:2002 (公共电网电压骤降测量统计)
次数
最小电压
骤降密度图
最小电压 持续时间
ITIC曲线兼容性
幅值-持续时间分布图 电压幅值(pu) 事件总数:24 低于ITIC下限事件:10 高于ITIC上限事件:0
SEMI曲线兼容性
幅值-持续时间分布图 电(%)
美国EPRI:电压骤降研究,365天
7 电气测量技术基础知识与应用 2007年9月
Company Confidential
电压骤降:监测与评估(1)
电压骤降测量
监测与评估电压骤降
5个步骤
电压瞬时值
捕获骤降事件
电压骤降:事件监测与记录
IEC61000-4-30 A级要求:不确定度0.2%。
故障相 BC
发生时刻 2006-04-30 13:38:03:236
持续时间 60ms
最小有效值 191V
降幅 20%
*注:引自清华大学电机系文献资料
4 电气测量技术基础知识与应用
2007年9月
Company Confidential
电压骤降:解决方案(1)
解决电压骤降的措施:
1)减少故障数目、缩短故障切除时间; 2)改变系统设计,降低电压扰动; 3)安装电压补偿型装置; 4)提高设备抵御电压骤降的能力。
W:转速
飞轮(54000RPM)
持续时间
剩余电压
● DySC 动态骤降修正装置*
电压骤降:参数的定义
技术源于Wisconsin大学。骤降探测时间为2ms,可修正3至12周期的短时电压中断。 容量9kVA至2000kVA,满足SEMI F47要求。
1MVA动态骤降修正装置
【系统】串联电容补偿在电力系统中的应用
【关键字】系统串联电容补偿在电力系统中的应用赵玉柱朱伟江马骁The Application of Series Capacitance In The Electric Power SystemZhao Yuzhu Zhu Weijiang Ma Xiao摘要本文针对串联电容补偿在电力系统高、低压电网中的作用,以及实际运行中间可能出现的一些问题,从理论的角度进行了较为详细的分析阐释。
结合阳城发输电系统,着重介绍了固定式串补电容(FSC)。
ABSTRACT This thesis detailedly analyses the use of the Series Capacitance Compensation in the high or low tension power network of power system and some problems which could betaken place during the practical running from the point of theory.At the same time,itmainly introduces the FCS(Fixed Series Capacitance Compensation) according to theYangCheng Power Generation and Transmission System.关键词串联电容电力系统Keywords series capacitance the electric power system一引言串联电容补偿是提高输电系统稳定极限以及经济性的有效手段之一。
在输电线路中加入串联电容能够减小线路的电抗,加强两端的电气联系,缩小两端的相角差,从而获得较高的稳定限额,传输较高的功率。
据不完全统计,目前世界上220kV及以上电网中投运的串联补偿容量已超过了70Gmvar。
高压电动机故障引起电压波动原因分析及解决措施
高压电动机故障引起电压波动原因分析及解决措施摘要:近年来,我国的工业化进程有了很大进展,对电动机的应用也越来越广泛。
工业是我国社会主义经济发展中的重要组成部分,而工业设备的使用与工业发展息息相关。
现阶段变频器在现代工业生产中能够得到广泛应用,但其中还存在一些问题,比如因电网电压波动不稳定并超出变频器的标准范围时就会使其出现跳闸情况,从而致使工业生产受到阻碍。
所以,为改善电网电压以及其他外界因素对变频器的影响,提高工业生产效率,相关人员需要加强对此工作的重视,并通过采取合理的措施对其不断完善,进而促使工业生产可持续发展。
因此,本文首先分析故障仿真再现及原因,其次探讨技术解决措施,从而有效提升故障恢复过程的安全性和可靠性。
关键词:高压电动机故障;电压波动;解决措施引言随着DG渗透率的不断提高,上级电网等效电源有效短路比逐步降低,电压波动问题愈发明显。
此外,由于配电网电力电子化程度加深,以DG为代表的电力电子变换装备对电压波动极其敏感,可能因低/高电压穿越失败而脱网,加剧源荷功率不平衡。
现已有少量研究人员关注到了故障恢复中的电压波动问题。
通过仿真发现随着DG渗透率的不断增加,合环电压波动也随即增加,并提出优先解列靠近合环点的DG,以保证合解环操作的安全性,但同时也削弱了DG对配电网的支撑作用。
1故障仿真再现及原因分析1.1造成电动机定子绕组两相、三相短路故障原因主要有两方面:一是高压电动机转子机械故障引起的定子绕组接地后酿成的严重短路故障,二是高压电动机定子绕组本身绝缘缺陷引起的两相、三相短路故障。
1.2电网电压降低对变频器的影响频率转换器包括许多功率器件,例如IGBT、GTO、IGCT。
一般这种功率设备具有一定的过载范围。
一旦网格过电压的范围小且时间较短,则会对功率设备的基本操作造成干扰。
而一旦网格压力降低幅度过大的情况,并且持续较长一段时间,逆变器的电源将不再振荡,控制其电源的输出功率就会停止,或功率也会随之降低,从而造成逆变器控制功能失效,甚至无法断开供电设备,对逆变器产生损害。
一种基于交-交变换动态电压恢复器的检测方法
k= 1
其中 :
A ∑∑ s( s( + 4 (= ) i )n )() n 姗 i删
t ms /
, mS /
图1 0滤波前 后 电压 仿真 波形
3 9 . 3 5 9 4 4 0 5 4. 1
图 1 移 相前后 电压仿 真波形 1
32 有效值检 测 电路 .
电压骤降测量方法 的实现方式可以用模拟电路 或者数字电路。 用模拟电路实现时, 单相电路只需要 3 乘法 器 , 个 电路 结 构简 单 , 易于 实现 。 O C D . 用 R A 91 对 上 述 电压骤 降检 测方 法 进行 仿真 ,假 设 电压 骤 降
滤 波 器 滤 除 谐 波 , 到基 波 电压 , 移 相 9 得 再 0。。用
O C D . 进行仿真 , R A 91 仿真模型如图 9所示 , 假设待 测 电压 中 3 次谐波 的幅值 为 O 5 -V, 次谐波的幅值 3 为 03 基波的幅值为 1 。仿真得到的结果见图 .V, 0 V
前 峰 值 为 1 频率 为 5 z并含 有 峰值 为 3V、 OV, 0H , 频
,s /
图 7 谐波含量较大 时骤 降起始时 的检测结果
率为 10H 的三次谐波和峰值为 3 5 z V、频率为 20 5 H 的五次谐波 , 1 为有效值检测电路仿真模型 , z 图 2 图1 3为仿 真结 果 。
收稿 日期 :2 1— 6 0 ;修 回日期 :2 1— 8 2 00 0—9 000 —5
无功补偿与电压调整仿真实验总结
无功补偿与电压调整仿真实验总结一、实验目的本实验旨在通过仿真实验,掌握无功补偿和电压调整的原理和方法,了解无功补偿和电压调整在电力系统中的应用。
二、实验原理1. 无功补偿原理无功补偿是指通过在电力系统中加入合适的无功电流或容性负载,使得系统的功率因数达到要求。
常用的无功补偿装置包括静态无功补偿装置(SVC)、静态同步补偿装置(STATCOM)等。
2. 电压调整原理电压调整是指通过调节变压器的输出电压或直接对输电线路进行控制,使得系统中各节点的电压保持稳定。
常用的电压调整装置包括自动稳压器(AVR)、静止式自动调节器(SAS)等。
三、实验内容本次实验分为两部分:无功补偿仿真和电压调整仿真。
1. 无功补偿仿真首先搭建一个简单的交流输电系统模型,并将其导入Matlab/Simulink软件中。
然后,在模型中加入一个SVC装置,并设置其参数。
最后进行仿真,并观察系统功率因数的变化。
2. 电压调整仿真同样搭建一个交流输电系统模型,并将其导入Matlab/Simulink软件中。
然后,在模型中加入一个AVR装置,并设置其参数。
最后进行仿真,并观察系统各节点的电压变化。
四、实验结果与分析1. 无功补偿仿真结果通过实验,我们发现在加入SVC装置之前,系统的功率因数较低,约为0.6;而在加入SVC装置之后,系统的功率因数得到了明显改善,达到了0.95左右。
这说明SVC装置可以有效地改善电力系统的功率因数。
2. 电压调整仿真结果通过实验,我们发现在加入AVR装置之前,系统各节点的电压波动较大;而在加入AVR装置之后,系统各节点的电压得到了明显稳定。
这说明AVR装置可以有效地调节电力系统中各节点的电压。
五、实验结论通过本次实验,我们掌握了无功补偿和电压调整的原理和方法,并且了解了它们在电力系统中的应用。
同时,在实验过程中也学习了使用Matlab/Simulink软件进行仿真分析的方法。
电力系统故障引起的电压暂降分析方法研究
电力系统故障引起的电压暂降分析方法研究发表时间:2019-11-18T10:39:59.907Z 来源:《中国电业》2019年第14期作者:沈越[导读] 文章主要对电力系统故障所引起的电压暂降进行分析,并结合电压暂降产生的原因,探讨相应的改善措施。
摘要:文章主要对电力系统故障所引起的电压暂降进行分析,并结合电压暂降产生的原因,探讨相应的改善措施,希望通过文章论述能够为相关工作人员提供一些参考与建议。
关键词:电力系统;系统故障;电压暂降;暂降分析引言随着电力系统、计算机的高速发展,近年来,国内外的学者越发认识到电能质量的重要性,其中,电压暂降问题所造成的影响在所有电能质量问题中最为严重。
例如电压暂降会造成大型工业用户设备停运、误动作,从而造成巨大的经济亏损。
电压暂降不仅会造成巨大的经济损失,还会造成人员的意外伤亡,例如电梯运行故障、医疗故障等。
因此,研究电压暂降具有重要的理论价值和现实意义。
1电压暂降定义分析IEV国际电工词汇用voltagedip(又称为voltagesag)描述电压暂降,其定义为,电力系统某点电压的突然降低,持续几个周波到几秒钟,之后伴随一个电压的恢复。
我国国家标准给出电压暂降的定义为,电力系统中某点工频电压方均根值突然降低至0.1~0.9p.u.,并在短暂持续10ms~1min后恢复正常的现象,这里用了“工频电压方均根值”的定语,据说其参考了IEEE1159的定义。
从定义可见IEC电压暂降的定义不含有工频的限定,我国国家标准有明确的工频限定,而IEEE似乎有工频限定,这是目前电压暂降定义经常引起争议的一个问题。
当输配电系统中发生短路故障,大容量感应电机启动、雷击、开关操作、变压器以及电容器投切等事件时,均会引起电压暂降。
电压暂降属于电能质量的范畴,是指保持电气设备正常运行的电压、电流或频率状况。
随着现代工业中电力电子装置、计算机控制设备、精密仪器等敏感设备的大量应用,电压暂降对用户侧带来的危害日益增长。
用于缓解电压骤降的串联电压恢复器(SVR)的仿真与分析解读
用于缓解电压骤降的串联电压恢复器(SVR)的仿真与分析摘要:本文介绍了一个系列的串联电压恢复器(SVR)的技术,和其根据压敏负载经验减少错误数量的相对有效性。
一共有三种不同的SVR补偿技术被提出,并且对它们相应的电压骤降减缓能力通过仿真进行了验证。
初始工作点的影响、系统的负载功率因数、相—角跳跃与每个SVR的瞬态和稳态性能方面的电压骤降和直流电容的相关性也进行了检验。
对SVR之间的潜在影响,连接的负载,电力系统和系统故障的考虑是必要的,因为SVR所应用于非常敏感且要求异常严格的负载。
1引言电能质量问题包括各种干扰,从电压骤升、电压骤降到的谐波失真。
在这些干扰,电压骤降可能是当下电力工程师所面临的最常见的电能质量问题之一。
电压骤降定义为在电力频率下电压或电流有效值在0.5个周期到1分钟之间持续的减小。
大多数的骤降暂降都源于输电或配电系统故障。
对于一些现代高科技电子为主的产业对供电电压偏差非常敏感,持续时间短的电压骤降就可能是灾难性的。
幸运的是,在过去十年中电力行业已经证明,电压暂降问题通过使用串联的、快速的控制、强制换相的电力电子设备可以减轻或完全避免,如使用GTO和IGCT。
但是,串联连接的电压恢复器(SVR)的家族中,还存在着各种补偿技术。
本文将阐述、讨论和比较三种补偿技术的模拟结果。
三种技术在电压幅值和相移修正时具有不同的精确度。
哪个属性更重要的取决于负载。
在使用相同的初始工作点和直流电容的情况下不同的技术的瞬态性能也不同。
为了研究三种类型的SVR的补偿技术的瞬态和稳态性能,对三个独立的具有典型等级和特征的SVR进行建模,并通过仿真检验。
2三种补偿技术SVR确保的本质是,通过一个串联连接的升压变压器来提高负载电压的方式来增加电压。
SVR包括以下主要部件:一个电容器组,具有合适的控制系统的脉宽调制器(PWM)逆变器,交流谐波滤波器,注入变压器和一个可选的能量存储系统[4.5]。
如果希望SVR提供有功功率补偿那么储能系统就是必要的。
动态电压恢复器DVR的研究
动态电压恢复器DVR的研究动态电压恢复器(Dynamic Voltage Restorer,简称DVR)是一种用于保护电力电网和电力设备的电力质量控制装置。
DVR主要用于解决瞬时电压暂降和暂升(Voltage Sags/Swells)问题,其工作原理是通过在电网中插入逆变器,以在线性无功电流注入的方式来维持电网电压的稳定。
DVR的实现需要一些关键技术。
首先是电压检测技术,DVR需要不断检测电网电压变化,并快速响应,以便对电网进行即时的电压补偿。
其次是逆变器控制技术,逆变器是DVR中的核心部件,它能够将直流电能转换为交流电能,并在电网中注入恢复后的电压。
逆变器的控制算法需要能够及时准确地响应电压变化,保证电压恢复的稳定性和可靠性。
此外,DVR中还需要控制和保护电路,以确保系统安全可靠地运行。
在研究DVR的过程中,有几个方面的内容需要重点考虑。
首先是电压检测算法的研究,电压检测是DVR能否准确地探测电压暂降暂升的关键。
可以采用传统的滑动窗口电压检测方法,也可以使用更先进的快速变化检测算法,如小波变换等。
其次是逆变器控制算法的研究,逆变器控制算法需要能够根据电压变化快速调整输出电压,保持恢复后的电压与电网电压一致。
可以采用经典的PI控制算法,也可以结合模糊控制或神经网络等智能控制技术来提高控制性能。
此外,还需要研究DVR的实时性要求和稳定性分析等问题,以确保DVR能够在实际应用中起到良好的电压恢复效果。
在DVR的应用方面,可以考虑将其应用于关键领域,如工业电力供应、医疗设备、通讯设备等。
这些设备对电压质量要求较高,对瞬时电压暂降暂升等电网故障极为敏感,因此使用DVR可以有效保护这些设备的正常运行。
此外,还可以考虑将DVR与其他电力质量控制装置相结合,形成综合的电力质量控制系统,提供更全面的电力质量保护。
总之,动态电压恢复器DVR是保护电力电网和电力设备的一种重要装置。
研究DVR的关键技术和应用,有利于提高电力系统的可靠性和电力质量,保护关键设备的稳定运行。
新型电力系统背景下电压暂降风险评估技术挑战与展望
新型电力系统背景下电压暂降风险评估技术挑战与展望摘要:电压暂降被众多的国际研究机构确定为电力系统中最为普遍发生的事件。
现代工业企业的自动化程度越来越高,以CPU、微电子、电力电子、数字化和信息化技术为核心的高科技精密设备,对电压暂降非常敏感。
即使持续时间不到一个周波的电压暂降也可能导致设备意外停机,进而可能导致生产出次品、废品或设备停产检修。
关键词:新型电力系统背景下;电压暂降;风险评估技术挑战与展望引言电压暂降(VoltageSag)也称电压跌落、电压骤降和电压凹陷等,石化行业习惯于称为“晃电”,是指电压有效值的突然下降,然后又突然恢复正常的现象。
国际电气与电子工程师协会(IEEE)将电压暂降定义为电压下降至额定值的90%~10%,其典型持续时间为10ms到数秒。
一、电压暂降简述1.1概念其实,电压暂降也可以叫做“晃电”,一般情况下是指雷击、短路以及其他一些因素,所造成的电网短时间的电压波动,或者短时间的断电。
同时,根据相关规定,将电压暂降定义为电力系统在运行期间,某点工频电压方根均值呈现突然下降的状态,并且降至10%~90%,其持续时间为10~60s,然后恢复正常。
另外,如果电压暂降的时间相对较长,就会导致敏感设备处于非正常停机的状态,严重影响设备运行的稳定性,并且如果情况较为严重,还会引发设备故障,造成经济损失。
1.2危害电压暂时下降后,电网电压下降、接触器释放、工作电机过热等问题可能严重影响敏感电气设备运行的稳定性。
与此同时,如果电压暂时下降更严重,敏感电气设备也可能导致失去控制,从而导致安全事故,不仅造成经济损失,而且造成人员伤亡。
因此,暂时缓解紧张问题不仅影响用户体验和电器产业的发展,而且影响社会保障生产、用户人身安全等,这可能进一步阻碍敏感电气设备的用户体验并阻碍其发展。
二、电压暂降风险影响因素暂时电压降的风险是对其概率和严重性的综合衡量。
就概率而言,电压暂时下降主要是电网故障造成的,由于发动机起动等原因造成的电压暂时下降往往很低,可以通过相关措施有效地消除。
动态电压恢复器电压补偿策略的仿真研究
文章编号 :00 8 32 0 ) 1 0 6 0 10 9 3 (0 6 0 — 0 6 3
动态 电压恢 复器 电压补偿 策 略的仿真研究
刘 俏 君
( 哈尔滨理工大学 电气与电子工程学 院, 哈尔滨 10 4 ) 5 0 0
摘
要: 抑制电 网中 电压骤降对敏感电力用户的干扰已成为急需 解决的问题 , 动态电压恢复器( Ⅵ D ) 是解 决这 一电能质 量问题的
( l tcl Eet ncE gn eigC lg , ri i. c.Teh , ri 5 0 0 C ia Ee r a & l r i n ier ol eHabnUnv S i c .Habn1 04 , hn ) ci co n e
Ab ta t Ho t e u edsu b n e o e st e ee ti o rc n u rc u e y v l g a a e o sr c : w o r d c i r a c fs n ii lcrcp we o s me a s d b ot e sg h sb c me a t v a
压跌落 、 不对称 、 闪变 、 波动 、 谐波以及瞬时供电中断 等种种电能质量问题。另一方 面 , 随着现代工业技 术的不断发展和计算机技术的广泛应用 , 越来越多
段。D R安装在电源和重要负荷的馈 电线路之间, V 在供电线路 发生突变时 , V D R将 迅速做 出反应 , 可
以在几 m 内产生一个 与电网 同步 的交流 电源 , s 来 补偿故障 电压与正常 电压之差 , 从而把馈线 电压恢
o e n i ltd b p s da d s ua e y M ATL n t i p p r m AB i hs a e .Reut fs uain tsi h aii n u e irt f hs s l o i lt etf t ev l t a d s p r i o i s m o y d y o y t
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
用于缓解电压骤降的串联电压恢复器(SVR)的仿真与分析摘要:本文介绍了一个系列的串联电压恢复器(SVR)的技术,和其根据压敏负载经验减少错误数量的相对有效性。
一共有三种不同的SVR补偿技术被提出,并且对它们相应的电压骤降减缓能力通过仿真进行了验证。
初始工作点的影响、系统的负载功率因数、相—角跳跃与每个SVR的瞬态和稳态性能方面的电压骤降和直流电容的相关性也进行了检验。
对SVR之间的潜在影响,连接的负载,电力系统和系统故障的考虑是必要的,因为SVR所应用于非常敏感且要求异常严格的负载。
1引言电能质量问题包括各种干扰,从电压骤升、电压骤降到的谐波失真。
在这些干扰,电压骤降可能是当下电力工程师所面临的最常见的电能质量问题之一。
电压骤降定义为在电力频率下电压或电流有效值在0.5个周期到1分钟之间持续的减小。
大多数的骤降暂降都源于输电或配电系统故障。
对于一些现代高科技电子为主的产业对供电电压偏差非常敏感,持续时间短的电压骤降就可能是灾难性的。
幸运的是,在过去十年中电力行业已经证明,电压暂降问题通过使用串联的、快速的控制、强制换相的电力电子设备可以减轻或完全避免,如使用GTO和IGCT。
但是,串联连接的电压恢复器(SVR)的家族中,还存在着各种补偿技术。
本文将阐述、讨论和比较三种补偿技术的模拟结果。
三种技术在电压幅值和相移修正时具有不同的精确度。
哪个属性更重要的取决于负载。
在使用相同的初始工作点和直流电容的情况下不同的技术的瞬态性能也不同。
为了研究三种类型的SVR的补偿技术的瞬态和稳态性能,对三个独立的具有典型等级和特征的SVR进行建模,并通过仿真检验。
2三种补偿技术SVR确保的本质是,通过一个串联连接的升压变压器来提高负载电压的方式来增加电压。
SVR包括以下主要部件:一个电容器组,具有合适的控制系统的脉宽调制器(PWM)逆变器,交流谐波滤波器,注入变压器和一个可选的能量存储系统[4.5]。
如果希望SVR提供有功功率补偿那么储能系统就是必要的。
PWM逆变器用于产生具有所期望的幅值和相位的串联升压电压。
然而,所希望的升压电压的幅值和相位的定义对于三种类型的SVR的补偿技术是不同的。
三种技术在IIA和B部分中进行了讨论。
图1和图2分别显示了无功补偿SVR和有功功率补偿SVR的框图。
A.无功补偿技术无功功率补偿技术的实质是在图3.中被描述。
从图3.可以看出,串联电压与随负载电流正交并且SVR没有注入有功功率。
在VSVR与负载电流IL相互正交的假设下,由[6]给出的可能被提升之VL供应电压V1为Ф是功率因数角,并且pf是负载在此相位下的功率因数。
VSVR 是SVR注入进系统的电压。
其可以从式(1)看出在的时候最小供应电压会出现。
如果SVR能注入进系统的最大提升电压小于时,最小供应电压可能被提升到VL,依照公式(1)。
如果SVR所能达到最大提升电压大于或等于,可被提升至VL 最小供应电压可简化为可能的最小供应电压也可以被推导并用电能传输来解释。
输入SVR 的三相功率Pin,在SVR像负载输出的功率Pout,在下面测式子中被描述:由于SVR不提供用功功率,Pin与Pout相等,使Pin等于Pout,a是V1和VL之间的相位差。
从式(7)看出,由于,在并且(7)减化成(4)时出现。
(3)和(4)都显示负载功率因数在这种专门技术的补偿能力上扮演重要角色。
由SVR提供的无功功率由下式计算:无功功率完全由构成逆变器的GTO开关动作提供。
B.有功和无功功率补偿In-相角补偿技术在这种补偿方式中,提升电压被注入给骤降电压的相位。
其在图4.中展示。
图4.中,可被提升至VL的最小供应电压是:不像无功补偿SVR,这种有功功率SVR的运行对负载功率因数是独立的。
由SVR提供的功率为:相角和幅值修正技术有一些负载不仅对负载电压的有效值敏感还对负载电压的相位敏感。
在这种情况下,由图5.所展示,需要一个SVR使得提升了的负载母线电压VL与骤降前的电压相角保持一致。
可被提升的最小电压VL是:其中a是供应电压与骤降前的负载电压直接的相角。
可被补偿最大相角为:其仅仅受和储存系统中有功功率的量限制。
SVR给图5.中展示的运作所提供的功率为:等式(10)和(12)展示,不像无功补偿SVR,这种补偿技术的工作与负载功率因数相独立。
但是负载功率因数影响SVR可使负载母线电压保持在VL 的连续性。
给出一个带有储能EDC的SVR,依据图4.的持续时间Tdur1为:并且依据图5.的持续时间Tdur2为:因此,对于相位补偿和相角幅值修正技术二者,在功率因数低的时候持续时间都更小。
3.性能分析为了分析SVR的性能,使用PSCAD/EMTDC仿真包建立三种SVR模型[8]。
其中一个仅仅产生无功功率,另外两个能够提供有功功率,这两个中的一个使用相位补偿技术,另一个使用能够修正电压幅值和相角。
除了另有规定外,所讨论的所以骤降都是不带相—角跳变的平衡三相骤降。
由于相位补偿SVR和相角幅值修正SVR、的结果非常相似,仅仅用相位补偿SVR于无功功率SVR进行比较。
检验在下面的条件下进行:A.负载功率因数的影响图6.验证了负载功率因数在三补偿技术在第二节中提到的影响进行了理论分析。
无功功率补偿技术仅仅在低功率因数负载中是可用的。
在IIB部分中对更高的功率因数负载依旧性能良好的技术,其不同之处仅仅在于补偿的持续时间((15)和(16))。
B.直流电容的影响如图7.所示,增加无功功率SVR的直流电容对稳态负载的电压有效值没有改善。
另一方面,会发现增加有功功率SVR的直流电容会很大程度的减少稳定状态电压有效值的振荡,如图8.所示。
无论使用什么补偿方案直流电容很难影响稳态下的电压有效值的平均值。
对瞬时电压敏感的负载将会被瞬态超调量和他们经历的暂态最小电压影响。
从表1.看出,直流电容从100uF增加到1000uF,一般的趋势是超调量降低最小电压增加。
然而,在用于无功功率补偿方法降低前骤降超调量方面,增加直流电容比发生在骤降开始时增加的暂态最小电压具有更大影响。
相反,在直接在他最小电压方面增加直流电容比减小有功功率SVR的超调量有更大的影响。
涉及到决定电容值方面的其他考虑包括补偿的持续性。
电容值应该符合客户的需求。
对于有功功率SVR的建立,当一个38%电压骤降发生时,SVR可以可以保持负载电压大约0.15秒。
直流电容器的必要的能量存储可以由以下公式估算:其中是通过SVR的最大电流,是持续时间。
C.电压骤降幅值修正表2.总结了电压骤降幅值能力和在不同幅值骤降的SVR模型的伴随暂态特性。
在电压骤降开始时,由于控制系统的延迟,会出现一个电压不足。
由于相同的原因,在骤降结束时会出现超调。
骤降会变得更加严重,超调也会变得更大并且电压不足也很变得更严重。
有功功率补偿SVR在稳态和暂态都胜过无功补偿SVR。
一个原因可能是在无功补偿SVR中,控制系统不仅需要矫正VSVR幅值还要矫正相位。
D.初始工作点的影响对于无功补偿SVR,无功功率储备[7]是影响瞬时最小负载电压和超调量的关键因素。
SVR模型在不同的初始工作点对电压骤降进行检测。
当SVR的初始工作在无功吸收区时,有丰富的初始无功功率可产生较高的最低负载电压和22.1%的过冲超调。
如果SVR最初是在无功放电区,有一个初始的无功功率不足,因此导致较低的最低负载电压和14.7%的过冲超调。
对于有功补偿SVR,最小负载电压和超调量值主要取决于直流电容器的有功储存,因此虽然有功功率储备直流电压仍然是非常重要的。
结果发现,初始工作点的影响逆变电源的直流电压回的收率和振荡的量。
当SVR最初是在其生成区是直流电压恢复最慢,并且产生1.1%的很小超调量。
在小负载电压下初始工作的影响很小。
当有功功率SVR初始在浮动点的时候,直流电压经历持续的振荡在恢复,导致更大的超调。
E.相—角跳变的影响在电压骤降中的相移影响所有SVR模型的骤降幅值能力。
80%幅值骤降的结果在表4.中展示。
相—角跳变分别为0度,60度和-60度。
对于无功功率SVR,图9中的仿真结果表明,滞后相移没有显着影响的稳态负载电压的有效值。
然而它导致瞬态量超调的显著增加。
领先的相移引起的稳态负载电压的有效值振荡严重。
它也显著延长了SVR响应时间。
这是因为相移突然是SVR进入无功功率产生区域,导致功率短缺(111D部分)。
对于有功功率SVR,图10中的仿真结果表明,相移在骤降开始和结束的位置产生半周期的持续时间的瞬态欠压。
这种现象可以归因于在控制系统中的延迟。
仿真结果表明,相—角跃变进一步增加了无功功率SVR瞬态超调的量,他们进一步使有功功率SVR暂态最小负载电压降低而不增加其过冲。
4.结论仿真结果表明,无功功率SVR只有在使用低功率因数负载时是有效的。
有功功率SVR,有相位补偿和相角幅值修正方法构成,能用于具有更高功率因数的负载。
负载功率因数只会对最大可能补偿持续时间有影响。
直流电容的尺寸对SVR的幅值能力没有显著的影响。
然而一个更大的直流电容大大的减少了有功功率SVR稳态有效值的振荡,尽管其对无功功率SVR的稳态性能没影响。
随着直流电容的增加,无功SVR中超调量明显减少然而有功SVR中暂态最小电压明显增加。
根据初始运行点和初始无功功率储备量,不同SVR模型暂态最小电压和瞬态超调值会有所不同。
相—角跳变被发现会增加无功功率SVR的暂态超调并且减少无功功率SVR暂态最小负载电压。
这些副作用可以归因于控制系统的速度。
更可以快速跟踪相角跳变的先进的控制方法,可以提高SVR的瞬态响应。
总之,对于SVR的电压骤降幅值能力是毫无疑问的。
像直流电容这样的一定的参数值,初始工作点和相—角跳变将影响SVR的暂态性能但是他们对问题电压值基本没有影响。
一般而言,有功功率SVR能比无功功率SVR补偿更深的电压骤降。