毕业设计(论文)_动态电压恢复器(DVR)策略研究仿真与硬件搭建(包括文献翻译与原文)
动态电压恢复器控制策略的研究综述
长春工程学院学报(自然科学版)2020年第21卷第4期J.Changchun Inst.Tech.(Nat.Sci.Edi.),2020,Vol.21,No.44/26 17-22ISSN1009-8984CN22-1323/Ndoi：10.3969/j.issn.1009-8984.2020.04.004动态电压恢复器控制策略的研究综述薛广业孟祥萍12，纪秀12(1.长春工程学院电气与信息工程学院，长春130012；2.智能配电网测控与安全运行国家地方联合工程研究中心，长春130012)摘要：电力系统中区域性供电不平衡和负荷波动会导致系统电压跌落，随着用户对电能质量要求的不断提高，解决这类问题显得极为迫切。
动态电压恢复器作为治理电压跌落的最有效的途径之一，近些年来受到学者们的广泛关注。
控制策略是动态电压恢复器研究中最为关键的部分，主要负责检测、计算和确定补偿所需的电压或电流。
不同的控制策略对动态电压恢复器的控制性能不同。
对动态电压恢复器中的线性控制策略和非线性控制策略及其改进的控制策略进行综述，阐述了不同控制策略的原理、特点及动态电压恢复器在不同控制策略下控制性能的效果分析。
为了进一步推动动态电压恢复器控制策略的研究和发展，对动态电压恢复器控制策略未来需要深入研究的方向进行了展望。
关键词：动态电压恢复器(DVR)；电压跌落；控制策略中图分类号:TM76文献标志码:A文章编号：1009-8984(2020)04-0017-060引言电网技术的不断进步和人们对电能质量需求的不断增加，使电能质量的监测和治理成为新的研究热点。
对电能质量各种扰动的监测发现，目前电网电压跌落已成为亟需解决的问题。
对比当前对电能质量治理的各种方法，动态电压恢复器对电网电压暂降的补偿和治理具有明显的优势。
为了有效地解决由于电压跌落引起的电能质量问题，需要对动态电压恢复器尤其是对它的控制策略进行研究。
本文先从动态电压恢复器传统的线性控制策略和非线性控制策略两大部分展开研究，最后对动态电压恢复器控制策略的方向和应用进行了展望。
武汉大学电气工程学院陈磊老师MATLAB仿真实验
武汉大学电气工程学院综合自动化MATLAB仿真实验姓名:***学号:20**302540***班级:电气**级*班一、动态电压恢复器（DVR）的数字仿真实验动态电压恢复器（Dynamic Voltage Restorer，DVR）是一种基于电力电子技术的串联补偿装置，通常安装在电源与敏感负荷之间，其作用在于：保证电网供电质量，补偿供电电网产生的电压跌落、闪变等，其可在电源和敏感负载之间接入幅值和相位受控的电压，以抑制电源电压扰动对敏感负荷的影响。
具体参见教材《电力电子学》、《有源电力滤波器》、《自动装置原理》等。
1.实验预习清楚动态电压恢复器（DVR）的结构和原理；明确动态电压恢复器的具体控制方式。
2.实验目的了解数字仿真软件中DVR的构成及实现；针对系统电源的电压扰动进行动态补偿仿真；解析DVR控制参数的变化对其补偿性能的影响。
3.实验步骤（1）将仿真示例copy到电脑。
进入MATLAB界面，导入并打开模型DVR.slx;a.梳理DVR.slx模型中的主要元件设备组成，该模型主要包括电源模型（Grid）、DVR模型（涵盖有电力电子元件、控制环节及直流电源）、非线性敏感负荷（Non Linear Load）；b.熟悉电源模型（Grid）的电气设计参数，主要包括电压、频率，不同时间段的幅度变化特点，其分别对应于电压扰动中的凹陷和突增；c.熟悉DVR模型中饱和变压器、电力电子元件的型式和设计参数，DVRcontrol环节中电压跟踪信号的形成方式，滞环比较器的具体运行特点。
d.熟悉非线性敏感负荷的组成结构及实现形式，掌握其电气参数的设计特点；e.设置模型配置参数，运行时间为2.5s。
图1（2）点击运行DVR.slx算例。
4.实验记录DVR.slx的运行结果，包括：a.当电源（Grid）电压的参数变化如下图2所示时，记录动态电压恢复器的补偿效果，包括：电源三相电压、动态电压恢复器的注入电压、敏感负荷上的三相电压，该数据可从图3中读取，并据此计算分析各电压的TotalHarmonic Distortion，THD。
动态电压恢复器理论及仿真研究共3篇
动态电压恢复器理论及仿真研究共3篇动态电压恢复器理论及仿真研究1动态电压恢复器理论及仿真研究电力系统中，由于电能的传输和消耗不可避免地引起电压波动，特别是发生负荷变化时更加明显，灵敏负载设备很容易受到电压波动的影响。
为了保护设备的运行和稳定性，需要引入动态电压恢复器（DVR）以限制电压波动的幅值和持续时间。
本文将从DVR的作用和电路结构入手，探讨DVR的理论原理以及利用PSIM软件进行DVR的仿真分析。
DVR是一种对电力系统中的电压波动进行控制的装置，通过电子电路控制实现对电压波动的限制和修正。
一般而言，DVR由直流侧电源、逆变器、升压变压器和控制模块构成。
其控制模块利用信息采集单元从电力系统中测量电压、电流等参数，经过DSP处理后，控制逆变器输出的电压，使其与原电压进行校正，从而达到限制电压波动的目的。
DVR的电路结构是典型的逆变器升压型，它能够将输送到它的电力系统中的电压变形为一个较为稳定的电源电压，然后将其放大和修正到所需的电压水平。
由于逆变器在工作时能灵活调节输出的电压和相位，可以对电网中的电压进行有效的调整和控制，从而达到防止电压下降和保持电网稳定运行的目的。
在进行DVR的仿真分析时，PSIM软件是一个非常好用的工具。
首先，根据电路结构和工作原理建立DVR的电路模型，然后加入所需的控制元件和参数，通过搭建相关的控制算法，使得仿真结果更加接近实际情况。
PSIM能够有效地进行仿真和分析，包括电压和电流波形、频率谱分析、功率和能量分析等。
通过改变DVR的参数和控制策略，可以了解其对电力系统运行的影响及优化其控制性能。
综上所述，DVR是一种能够对电力系统中的电压波动进行控制的装置，具有重要的应用价值。
本文介绍了DVR的工作原理和电路结构，并利用PSIM软件进行了仿真分析。
通过以上研究，可以为DVR的进一步研究和应用提供有力的支持综合以上介绍，DVR作为一种能够对电力系统中的电压波动进行控制的装置，具有广泛的应用价值。
动态电压恢复器的数字仿真实验
一、动态电压恢复器（DVR）的数字仿真实验动态电压恢复器（Dynamic Voltage Restorer，DVR）是一种基于电力电子技术的串联补偿装置，通常安装在电源与敏感负荷之间，其作用在于：保证电网供电质量，补偿供电电网产生的电压跌落、闪变等，其可在电源和敏感负载之间接入幅值和相位受控的电压，以抑制电源电压扰动对敏感负荷的影响。
具体参见教材《电力电子学》、《有源电力滤波器》、《自动装置原理》等。
1.实验预习清楚动态电压恢复器（DVR）的结构和原理；明确动态电压恢复器的具体控制方式。
2.实验目的DVR控3.（1）（24.a.Total图3(1)0.4s-0.6s时电源电压、动态电压恢复器的注入电压、敏感负荷上的三相电压依次为：电源电压、动态电压恢复器的注入电压、敏感负荷上的三相电压THD依次为：(2)电源电压、动态电压恢复器的注入电压、敏感负荷上的三相电压依次为：电源电压、动态电压恢复器的注入电压、敏感负荷上的三相电压THD依次为：(3)1.4-1.6s电源电压、动态电压恢复器的注入电压、敏感负荷上的三相电压依次为：电源电压、动态电压恢复器的注入电压、敏感负荷上的三相电压THD依次为：(4)1.6-1.8s电源电压、动态电压恢复器的注入电压、敏感负荷上的三相电压依次为：电源电压、动态电压恢复器的注入电压、敏感负荷上的三相电压THD依次为：由上面的仿真可知即使电源电压发生剧烈变化，敏感负荷上电压依旧比较稳定。
b.改变电源（Grid）电压的参数，重点考虑对上升时间、下跌时间、凹陷幅度、上升抖动、电压相位进行调整，再次记录记录动态电压恢复器的补偿效果，包括：电源三相电压、动态电压恢复器的注入电压、敏感负荷上的三相电压，计算分析各电压的THD。
图4修改电源的（Grid）电压的参数，如下图所示(1)电源三相电压用powergui里的FFT analysis求THD：(2)敏感负荷上的三相电压用powergui里的FFT analysis求THD：(3)用THD（THD（THD（c.300V1、DVR用2、DVR用3、DVR用4、DVR用5、DVR用powergui里的FFT analysis求THD：由上可知:DC电压的幅度为300V时，THD=1.09%;DC电压的幅度为400V时，THD=1.20%;DC电压的幅度为500V时，THD=1.38%;DC电压的幅度为700V时，THD=1.56%;DC电压的幅度为900V时，THD=1.79%;d.改变DC control中滞环比较器的运行参数（滞环比较器见如图5所示，参数更改主要针对前两项），至少选择三组参数（例如：1、-1；1.5、-1.5；0.8、-0.8），记录不同控制参数的情况下，DVR交流侧注入电压的运行特性，计算分析注入电压的THD。
毕业设计(论文)_动态电压恢复器(DVR)策略研究仿真与硬件搭建(包括文献翻译与原文)
I
Abstract
t
Along with economic development comes the burden of electricity increased year by year. Grid voltage drop and voltage waveform distortion phenomenon often occurs. This will give a lot of high quality requirements of the voltage sensitive electrical equipment or bring trouble. And, application of Power electronic devices in all areas of life has become increasingly widespread. In order to solve power quality problems have come out of the various electrical equipment. Performance and value for money in a great advantage in terms of both dynamic voltage restorer (DVR) attention, is considered the most promising power quality adjustable power electronic devices. The Dynamic Voltage Restorer emergence and development is introduced in this paper, given the introduction of a variety of voltage drop. And describes the typical structure of the DVR.A detailed description of the dynamic voltage restorer works. And is a major component of the DVR storage devices, control devices, the filter device, inverter device, and so do the necessary analysis, mainly on the DVR existing voltage compensation strategy works. Design of a dynamic voltage restorer of the main circuit section and the control circuit portion .Then applied to establish a single-phase DVR MATLAB simulation model. Using the simulation model completed before the voltage drop compensation strategy with the same phase voltage compensation strategy simulation .For grid voltage drops and do the simulation phase shift. Finally the simulation results obtained DVR can really improve the load-side power quality. The inverter control method of a single-cycle control, PWM control and more. The design contrasts mentioned two control strategies, the final application of the PWM control of the main circuit. Keywords: Dynamic voltage restorer, before voltage drop compensation method, Phase voltage compensation method
动态电压恢复器(DVR)毕业设计开题报告
动态电压恢复器（DVR）毕业设计开题报告***大学毕业设计(报告)一、课题背景..................................................................2 二、课题内容概述............................................................5 三、课题方案设计............................................................6 四、毕业设计安排............................................................13 参考文献 (14)1***大学毕业设计(报告)一、课题背景电压质量问题可分为三类:第一类是电压偏移，包括电压暂跌、电压突升、闪变等;第二类是供电连续性，包括瞬时断电、暂时断电、持续断电;第三类是波形和相移方面，如谐波电压、三相电压不对称等。
目前，传统的电能质量问题，如谐波，三相不对称，闪变等仍然存在，而且严重性还在增加。
但更值得注意的是:人们逐渐将传统的供电质量问题，诸如供电中断，电压长时间偏高或偏低等稳态供电质量问题的注意力，转向关注动态电压质量问题，如持续时间甚至为毫秒级的动态电压突升，脉冲，电压暂跌和瞬时供电中断，这些都是近年来随着社会信息化的日益广泛而逐渐暴露出来的新的电能质量问题形式。
根据各国学者和电力部门的统计和分析，电压跌落和瞬时供电中断被认为是影响许多用电设备正常安全运行的最严重的动态电能质量问题。
电压的波动会使电动机转速不均匀，不仅危及电动机的安全运行，而且还影响一些产品的质量，会引起照明的闪变，使人眼疲劳而降低工效。
当电压跌落到0.7p.u，持续时间超过6个基波周期将会导致调速电动机(VSD)被切除;电压跌落至0.6p.u，持续时间超过12个基波周期又将会影响计算机设备的安全运行;在现代工业中由于任一设备的作业中断都将可能导致整个流水线甚至全厂作业的中断，造成的损失非常巨大，因此工业用户对供电质量的要求比其中单个敏感用电设备更高。
动态电压恢复器的补偿策略研究与仿真分析
动态电压恢复器的补偿策略研究与仿真分析动态电压恢复器（Dynamic Voltage Restorer，DVR）是一种用于故障电压恢复的先进电力设备。
它可以通过快速响应故障电网的电压波动，稳定供电系统的电压，保护负荷设备不受电压波动的影响。
本文将对DVR的补偿策略进行研究，并进行仿真分析。
首先，DVR的补偿策略可以分为两个主要方面：基于电流和基于电压的补偿策略。
基于电流的补偿策略通过将负荷电流与参考电流进行比较，并将误差信号输入到控制器中，从而控制DVR的输出电压。
基于电压的补偿策略则是将负荷电压与参考电压进行比较，并通过控制DVR的输出电流来实现电压补偿。
其次，本文将重点研究基于电流的补偿策略。
该策略的关键是设计一个合适的控制器，使得DVR的输出电压可以快速地跟踪参考电压。
常用的控制器包括比例控制器、积分控制器和PI控制器。
在设计控制器时，需要考虑DVR的响应速度和补偿精度之间的平衡。
一方面，响应速度越快，DVR越能快速地抵消电压波动；另一方面，补偿精度越高，DVR越能准确地使负荷电压跟踪参考电压。
最后，本文将通过仿真分析来验证基于电流的补偿策略的性能。
以一个典型的故障电网为例，在故障电网中引入电压衰减和谐波畸变，并设置负荷电压的参考值。
通过将DVR与故障电网相连，通过控制器实现电压补偿，分析DVR的输出电压与参考电压之间的误差。
通过调整控制器的参数，可以得到DVR的最佳补偿效果。
总结起来，本文将对动态电压恢复器的补偿策略进行研究，并通过仿真分析来验证其性能。
研究结果可以为实际应用中的DVR设计和优化提供参考，并为电力系统的电压稳定性提供保障。
改进的动态电压恢复器控制策略研究
改进的动态电压恢复器控制策略研究随着发电和负荷的快速变化，系统安全运行和电网稳定性受到越来越大的挑战。
而动态电压恢复器（DVR）作为一种用于保持系统电压稳定性的重要控制装置，已经成为研究者关注的热点。
实用控制策略被认为是DVR高效和安全运行的关键。
本文首先介绍了动态电压恢复器的工作原理，提出了改进的控制策略全局和局部控制，然后结合使用模拟仿真和数学建模的方法，以及考虑电力系统的有限容量的情况，研究了改进的控制策略的有效性和有效性。
首先，本文介绍了动态电压恢复器（DVR）的概念和工作原理，以及DVR在现代电力系统中的重要作用，认为进行DVR控制主要用于提高系统的电压稳定性和改善系统的容量效率，以提高系统的可靠性。
然后，研究了基于PID的控制方法，提出了改进的控制算法，包括全局和局部控制，并结合仿真和数学建模的方法，考虑到实际电力系统的有限容量的特点，进行了仿真分析，证明了改进控制算法的有效性和有效性。
通过仿真和分析，本文证明了改进的DVR控制算法能够提高电网系统的稳定性，抑制电压和电流向量的偏移，以及避免操作时的环境噪声，且在不同的运行条件下，控制策略的性能可以得到稳定的保障。
此外，本文通过对DVR控制策略的研究，提出了一些建议，以求得最佳控制性能，比如采用基于模型预测的控制策略，以提高预测准确性；采用双闭环控制算法，以改善系统的故障容错能力；使用重复控制策略，以改善系统的调整精度和克服不确定因素等。
总之，本文以动态电压恢复器控制策略研究为研究主题，介绍了动态电压恢复器的工作原理，提出了改进的控制策略，使用模拟仿真和数学建模的方法，考虑了电力系统的有限容量情况，研究了改进控制策略的有效性和可靠性。
最后，本文还提出了在提高DVR控制策略有效性的基础上，进一步改善其应用性能的建议，为重要的电力系统控制问题提供了一种有效的解决方案。
动态电压恢复器的设计和仿真
参 考文献
［ １ 】张卫华 ． 联 多电平动 态电压调 节器 （ Ｄ Ｖ Ｒ）
该动态 电压恢复器实验 电路 主要 由一个三相 电 压转换 器 （ ＶＳ Ｃ），一个耦合变压器 ，一个无
源 滤 波 器 ， 一 个 单 相 全 桥 逆 变 器 和 控 制 系 统 几
态 电压 恢 复 器 结 构 运 行 原 理 图 ， 如 图 ｌ 所示 。
（ １ ）检测起点 电压 ，形成补偿基准 。 （ ２）检测终点 电压确定补偿额度 。
（ ３）注 射 补 偿 电压 。 （ ４ ）补 偿 后 检 测 确 定 补 偿 是 否 成 功 。
这 表 明， 在 这 两 种 情 况 下，滞 后 电压 Ｔ ＨＤ运行 单极 开关 比双 极少 。可 以看 出，使 用 ＨＢ１的仍不 足总 谐波 失真标 准。可 以明确
本 文基 于迟 滞 电压控 制作 用于 负载 电压 开 关的改善 ，同时确 定逆变器 门。滞后 电压 的 产 生是 由两部分构成 ，一是错误信号间 的注射 电压 （ Ｖ ｉ ｎ ｊ ）， 二是 磁盘 录像 机 的的 参考 电压 （ ｖｒ ｅ ｆ ）， 二 者相 互结 合共 同产 生控 制信 号 。 在此基础 上根据参考 电压之 间的差别，分析参 考 电压和逆 变器 的电压达到上 下限时，电压的
下带 （ ＨＢ１ ）用来确 定输 出电流 （ ＋ ｖ ｄ ｃ ｏ ｒ ０ ） 或
（ 一 Ｖｄ ｃ ｏ ｒ ０ ） 之 间 的状 态 ． 第二个上下带 （ ＨＢ ２ ） 用 来 打破 目前 状 态 形 成 新 的输 出 电流 。为 了使 单 双极拥 有相 同 的参考 电压 （ Ｈ Ｂ） ， 可 以通 图１ ：动 态 电压 恢 复 器 结构 运 行 图
动态电压恢复器的补偿策略研究与仿真分析
动态电压恢复器的补偿策略研究与仿真分析首先，我们将介绍DVR的基本原理。
DVR由IGBT逆变器、电容器、电感器、测量和控制系统组成。
当电力系统中出现短暂的电压波动或电压暂降时，DVR会感知并通过电容器和电感器提供相应的补偿电压，从而维持电系统中的电压稳定。
在研究DVR的补偿策略时，有几个关键的问题需要考虑。
首先是DVR的触发时刻选择。
DVR的触发时刻应该尽量早，以便尽快对电压波动进行补偿。
因此，在研究中我们可以采用触发时刻提前的策略，通过提前触发DVR来降低电压波动的影响。
其次是DVR的补偿电压大小和补偿时间的选择。
DVR的补偿电压大小应该与电压波动的幅值相匹配，以达到有效的补偿效果。
而补偿时间则与电压波动的持续时间相关，补偿时间过长或过短都会影响补偿效果。
因此，在研究中需要通过仿真分析来确定最佳的补偿电压大小和补偿时间。
最后是DVR的控制策略选择。
DVR的控制策略可以采用PI控制、模糊控制或神经网络控制等方法。
在研究中可以比较不同控制策略的性能，选择最适合的控制策略。
接下来是仿真分析部分。
仿真是研究DVR性能的重要手段之一、在仿真中，可以建立电力系统模型，包括发电机、负载、线路等各种元件，并加入电压波动的干扰。
然后，可以通过改变DVR的补偿策略和控制策略，来研究DVR的性能表现。
仿真可以通过Matlab/Simulink等软件工具进行。
在仿真过程中，可以记录和分析DVR的补偿电压、补偿时间、波动幅值等参数，进而评估DVR的补偿策略的有效性。
通过多次仿真，可以比较不同策略的性能差异，并选择性能最好的补偿策略。
综上所述，对于动态电压恢复器的补偿策略研究与仿真分析，我们可以从触发时刻选择、补偿电压大小和补偿时间选择以及控制策略选择等方面进行研究。
通过仿真分析，可以评估和比较不同策略的性能，选择最佳的补偿策略，以提高电力系统的稳定性和可靠性。
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目 录
摘要 ....................................................................................................................... I Abstract ................................................................................................................ II 第 1 章 绪论 ........................................................................................................ 1 1.1 课题背景 .............................................................................................. 1 1.2 动态电压恢复器的出现与发展 ........................................................... 1 1.3 电能质量问题 ....................................................................................... 2 1.4 国内外研究现状 ................................................................................... 3 1.5 本文研究内容： .................................................................................. 4 第 2 章 动态电压恢复器工作原理 .................................................................... 5 2.1 DVR 典型结构 ....................................................................................... 5 2.2 DVR 的工作原理 ................................................................................... 8 2.3 控制方式 ............................................................................................... 9 2.4 补偿方式 ............................................................................................. 10 本章小结： ................................................................................................ 12 第 3 章 基于 MATLAB 的 DVR 仿真模型 ............................................................ 13 3.1 DVR 仿真模型 ..................................................................................... 13 3.2 参数计算 ............................................................................................. 14 3.3 暂降前电压补偿仿真结果与分析 ..................................................... 15 3.4 同相位电压补偿仿真结果与分析 ..................................................... 17 3.5 暂降前电压补偿闭环仿真分析 ......................................................... 20 本章小结： ................................................................................................ 23 第 4 章 系统硬件设计 ...................................................................................... 24 结论 .................................................................................................................... 31 参考文献 ............................................................................................................ 32 致谢 .................................................................................................................... 33 附录 1---开题报告 ........................................................................................... 34 附录 2---文献综述 ........................................................................................... 38 附录 3---中期报告 ........................................................................................... 40
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Abstract
Abstract
Along with economic development comes the burden of electricity increased year by year. Grid voltage drop and voltage waveform distortion phenomenon often occurs. This will give a lot of high quality requirements of the voltage sensitive electrical equipment or bring trouble. And, application of Power electronic devices in all areas of life has become increasingly widespread. In order to solve power quality problems have come out of the various electrical equipment. Performance and value for money in a great advantage in terms of both dynamic voltage restorer (DVR) attention, is considered the most promising power quality adjustable power electronic devices. The Dynamic Voltage Restorer emergence and development is introduced in this paper, given the introduction of a variety of voltage drop. And describes the typical structure of the DVR.A detailed description of the dynamic voltage restorer works. And is a major component of the DVR storage devices, control devices, the filter device, inverter device, and so do the necessary analysis, mainly on the DVR existing voltage compensation strategy works. Design of a dynamic voltage restorer of the main circuit section and the control circuit portion .Then applied to establish a single-phase DVR MATLAB simulation model. Using the simulation model completed before the voltage drop compensation strategy with the same phase voltage compensation strategy simulation .For grid voltage drops and do the simulation phase shift. Finally the simulation results obtained DVR can really improve the load-side power quality. The inverter control method of a single-cycle control, PWM control and more. The design contrasts mentioned two control strategies, the final application of the PWM control of the main circuit. Keywords: Dynamic voltage restorer, before voltage drop compensation method, Phase voltage compensation method