[發明專利]用于動態電壓恢復器的電網電壓跌落檢測算法

有效

• 申請號: 201310077059.6
• 申請日: 2013-03-11
• 公開（公告）號: CN103163363A
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 劉進軍;周思展;周臨原;朱仰榷
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: G01R19/165
• 分類號: G01R19/165
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

【技術領域】

本發明涉及動態電壓恢復器研究領域，特別涉及動態電壓恢復器的電網電壓跌落檢測算法。

【背景技術】

動態電壓恢復器（DVR）可以有效保護敏感負載不受電網電壓跌落的影響，廣泛應用于工業現場電網故障保護。離線式DVR僅在電網電壓跌落發生時投入運行，電網正常時處于旁路狀態，以減小系統的損耗。DVR的投入和切出由電壓跌落檢測算法控制。因此，電壓跌落檢測算法是DVR控制系統中的重要組成部分之一，它直接決定著DVR的動態響應性能。

近年來，有學者提出利用動態電壓恢復器實現雙饋風力發電系統的低電壓穿越，以滿足電網并網標準所提出的要求。通常風力發電系統所處地域較為偏僻，多接入弱電網，因此風電場端口電壓正常情況下波動幅度較大，且可能存在較大電壓諧波。在采用DVR實現風力發電系統低電壓穿越的應用中，電網電壓幅度的波動以及電壓諧波對DVR控制系統尤其是電網電壓跌落檢測部分提出了較高的要求，快速準確檢測跌落的發生，且盡量避免DVR的誤投入。通過檢索文獻發現，現有文獻中多關注于DVR的控制和補償方法，以實現風力發電系統的低電壓穿越，而對這種應用場合下的電網電壓跌落檢測算法研究較少。

現有的電網電壓跌落檢測算法主要應用于保護敏感負載的應用場合。根據DVR控制性能要求，電壓跌落檢測算法應滿足快速性，抗擾性，準確性和完備性四個方面的要求。不少學者對電壓跌落的檢測進行了研究，提出了相應的檢測算法。按照相數，可以將現有檢測方法分為基于單相的檢測算法和基于三相的檢測算法。基于單相的檢測算法，通過檢測單相電壓的幅值（或者有效值、峰值）是否低于90%額定值來判斷電壓是否跌落。不同的單相檢測算法在單相電壓幅值的計算方法上不同，比如有效值法，DFT分析，兩點或多點法，以及構造虛擬電壓法，其中以構造虛擬電壓法響應快速性及抗擾性最好，但在電壓諧波含量較大的情況下，快速性和抗擾性之間存在較大矛盾。基于三相的檢測算法，不同方法判斷電壓跌落的檢測判據存在差異。基于正序分量幅度的檢測方法僅檢測三相電壓正序分量幅度是否低于90%額定值，該方法通過低通和陷波濾波器計算正序分量，響應速度有限但其抗擾性較好。對于不對稱電壓跌落，該方法存在檢測盲區的問題。另外一種方法為電網電壓相位跟蹤法，其檢測判據為實際電壓DQ分量偏離其參考值的程度。該方法通過判斷瞬時偏離量的有效值是否大于預先設定的閥值以檢測電壓跌落。該檢測判據綜合考慮了三相電壓正序和負序分量的影響，但它與正序和負序分量的關系是非線性的。

以下給出檢索的相關文獻：

[1]Chris?Fitzer,Mike?Barnes,and?Peter?Green,Voltage?sag?detection?technique?for?a?dynamic?voltage?restorer,IEEE?Trans?on?Industry?Applicat,vol.40,no.1,pp.203-212,Jan/Feb2004.

[2]Huang?Xinming.＂Load?voltage?regulation?by?series?and?unified?power?quality?controller＂,Ph.D.Dissertation,Xi’an?Jiaotong?University,2009.

[3]A.Teke?K.Bayindir?M.Tümay.Sag/swell?detection?method?for?fuzzy?logic?controlled?dynamic?voltage?restorer.IET?Gener.Transm.Distrib.,vol.4,iss.1,pp.1–12,2010.

[4]Po-Tai?Cheng,Chian-Chung?Huang,Chun-Chiang?Pan?et.alDesign?and?Implementation?of?a?Series?Voltage?Sag?Compensator?Under?Practical?Utility?Conditions,IEEE?Trans.Ind.Applicat.,vol.39,pp.844–853,May/June.2003.

【發明內容】

針對上述現有方法中存在的不足之處，本發明的目的在于提出一種適用于動態電壓恢復器的電網電壓跌落檢測算法。該檢測算法能夠快速準確地檢測電網電壓跌落，且對電網電壓諧波在不影響檢測響應性能的基礎上具有很好的抵抗能力。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：