级联多电平动态电压恢复器的优化设计与研究

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1、分类号：U223.5+4单位代码：10190研究生学号：201503038密级：公开硕士专业学位论文孟祥宇2018年6月级联多电平动态电压恢复器的优化设计与研究OptimizationDesignandResearchofCascadeMultilevelDynamicVoltageRestorer.硕士研究生：孟祥宇校内导师：周珊副教授企业导师：陈哲高级工程师申请学位：工程硕士领域：电气工程所在单位：电气与电子工程学院答辩日期：2018年6月授予学位单位：长春工业大学长春工业大学硕士学位论文原创性声明

2、本人郑重声明：所呈交的硕士学位论文《级联多电平动态电压恢复器的优化设计与研究》，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。作者签名：日期:年月日长春工业大学硕士学位论文版权使用授权书本学位论文作者及指导教师完全了解“长春工业大学研究生学位论文版权使用规定”，同意长春工业大学保留并向国家有关部门或机构送

3、交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春工业大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。保密的论文在解密后遵守此规定。作者签名：校内导师签名：企业导师签名：日期:年月日摘要摘要随着科学技术的飞速发展以及电力建设的不断扩大，数字电子产品和控制技术在工业化进程中的应用和在人类生活中的应用逐渐增多，如变频调速器、PLC、微机控制系统等敏感电气设备的投入使用，使得电力用户对于电能质量的要求更加严格。伴随着大量非线性负荷特

4、性的设备在电力系统负荷重所占的比例大幅增加，这些电力设备产生的大量谐波，不仅会对电网造成污染，更为严重的情况还会产生电压暂降、电压中断以及电力系统三相不平衡等方面的电能质量问题。经过统计，电压跌落（VoltageSags）是对负载电源安全威胁最大的电能质量问题，由电压跌落造成的电能质量问题超过总数的70%。虽然动态电能质量问题持续的时间较短，但事故发生原因不易发现，处理起来也相对比较困难，如何降低电压跌落带来的安全隐患和经济损失，已经成为目前解决供电质量问题的新挑战。动态电压恢复器（DynamicVol

5、tageRestorerDVR）是一种串联于系统与负载之间的功率调节装置，本文通过将级联多电平技术应用于动态电压恢复器，可以提高输出电压的电平数，有效地提高了设备的容量，改善输出端电压的谐波特性，使DVR装置在处理高电压、大容量电力系统中的电压跌落问题上，具有很好的动态性能与成本优势。目前，DVR已经成为的改善电网供电质量最为经济有效的电力电子设备。本文首先以动态电压恢复器的工作原理为出发点，详细分析了DVR的不同拓扑结构以及优缺点，并对电压跌落的检测算法和电压补偿的补偿策略以及控制策略等方面进行了优化

6、设计。确定了以级联五电平为主电路结构，采用SPWM逆变调制技术为核心，通过最小能量优化补偿策略、改进的dq电压检测算法及控制策略进行电压补偿的动态电压恢复器装置。通过在Matlab/Simulink软件中构建仿真模型进行了简单的电压暂降检测和补偿控制策略仿真验证，从仿真结果可以看出，所设计的DVR装置能够实现对电网电压跌落的补偿，减少了有功功率的损耗，有效地延长了补偿时间。关键词：动态电压恢复器级联多电平电压暂降SPWM调制IAbstractAbstractWiththerapiddevelopment

7、ofscienceandtechnologyandtheexpansionoftheelectricpowerconstruction,digitalelectronicsandcontroltechnologyintheapplicationoftheprocessofindustrializationanditsapplicationinhumanlife,suchasfrequencyconversionspeedregulator,PLCandmicrocomputercontrolsystem

8、forsensitiveelectricalequipmentinuse,makingelectricityusersmorestricttotherequirementofpowerquality.Accompaniedbyalargeamountofnon-linearloadcharacteristicsofequipmentsinpowersystemloadweightproportionisincreased,thepowere