电压暂变补偿装置项目申报表

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1、大学生创新创业训练计划项目申报表推荐学校西安工程大学项目名称无变压器无储能电容串联型电压暂变补偿器项目类型创新训练项目项目负责人张松申报日期2014-3-25陕西省教育厅制二○一四年五月17项目名称无变压器无储能电容串联型电压暂变补偿器项目类型（√）创新训练项目（）创业训练项目（）创业实践项目项目实施时间起始时间：2014年9月完成时间：2015年6月申请人或申请团队姓名年级学校所在院系/专业联系电话E-mail负责人张松11级西安工程大学电子信息学院/电气18710564346434744628@qq.com成

2、员王海东11级西安工程大学电子信息学院/电气187894113961341948639@qq.com高文龙12级西安工程大学电子信息学院/电气15902953962756339237@qq.com刘晓龙12级西安工程大学电子信息学院/电气18309281827993056210@qq.com指导教师姓名李彦斌研究方向电气工程年龄39行政职务/专业技术职务工程师主要成果1.多次指导学生电子竞赛；2.指导大学生国家级大学生创新创业项目一项，已结题；3.参与多项横向、纵向科研项目。17一、项目实施的目的、意义电能是推动

3、当今社会进步、各国经济可持续发展的主要能源，被广泛应用于各行各业。安全的、可靠的、高质量的电力供应，是确保各国国民经济高速、可持续发展的基本前提。随着电力电子技术的广泛应用、智能家用电器的普及、炼钢电弧炉的发展等，由于其非线性、冲击性以及不平衡的用电特性引起电能质量的恶化，致使电网的谐波、三相不平衡、电压波动和电压闪变等问题日益严重。计算机的普及、IT产业的发展、微电子控制技术的应用等对电能质量的要求越来越高。国内外大量统计资料表明，在所有的电能质量问题中，电压暂变的发生频率最高、危害最为严重，由此，电压暂变补偿

4、问题已成为人们日益关注并亟须解决的问题之一。在供电系统与用电设备的接口处装设附加设备，是目前应用最广，抑制电压暂变问题效果最明显的措施。其中，动态补偿技术以其能有效解决电压质量问题，提高供用电电能质量等特点，而被广泛使用。目前常用的动态补偿方式包括串联电压补偿方式和并联电流补偿方式两种。在相同的电压暂变条件下，串联电压补偿相比于并联电流方式，更易于实现。但当前国内外的串联型电压暂变补偿装置存在可补偿电压跌落深度不够，可持续补偿时间短等缺点，因此，研究一种可补偿电压跌落深度更高，可持续补偿时间更长，同时体积更小、成

5、本更低廉的自充电串联型电压暂变补偿装置是非常有必要的。17二、项目研究内容和拟解决的关键问题（1）无变压器无储能电容串联型电压暂变补偿器的原理图如图1所示，与动态电压恢复器（DVR）相比，无变压器无储能电容串联型电压暂变补偿器无需串联变压器和外加储能单元，这使得该装置的体积大大减小，另外，直流母线电容采用在线充电方式，使得其可持续补偿时间不受限制。与动态电压校正器（DySC）相比，优势在于无变压器无储能电容串联型电压暂变补偿器的母线电容改由线电压充电，可以有效提高动态电压补偿范围，理论分析发现，当电压暂低时，无变

6、压器无储能电容串联型电压暂变补偿器能补偿三相电网电压对称暂低到额定值的37%，或一至两相暂低到零，而其它相保持额定。图1无变压器无储能电容串联型电压暂变补偿器结构图17（2）能量优化控制策略是在发生电压幅度暂变时，通过控制补偿电路输出特定的电压，保证负载电压幅值额定。同时，在实现负载电压额定的同时，保证补偿电路输出的能量最优。能量优化控制策略是一种新型控制策略，它不需要或只需要很小的有功就能补偿电压暂变，从而减少补偿电路储能设备的容量和系统成本，减少直流环节输出能量的压力，是一种具有潜力的控制方法。如图2所示，为

7、电网剩余电压，为补偿装置注入电压，为负载电压，为负载电压。如图(a)所示，当剩余网侧电压较大时，在负载电压一定时，通过旋转暂低电源电压，使得串联型补偿电路的输出电压正好垂直于负载电流。零有功功率注入模式保证了系统储能单元零有功输出，有效控制了储能电容电压，缓解了直流电容的储能压力。从而使得补偿装置注入电压与参考负载电流正交，实现纯无功功率补偿，其临界模式如图(b)所示。当剩余电网电压较小时，如图(c)所示使得剩余电网电压与参考负载电流同相位，实现最小有功功率补偿。(a)(b)(c)图2能量优化控制策略向量图17三

8、、项目研究与实施的基础条件（1）2013年开始，项目组的成员已经开始做无变压器无储能电容串联型电压暂变补偿器方面的相关研究，掌握了其软、硬件技术。（2）项目组成员已经开始对于无变压器无储能电容串联型电压暂变补偿器的相关算法方面做了相应的准备工作，并发表了论文“一种电网电压过零点精确锁相方法的研究”。（3）项目组的成员已经研制了无变压器无储能电容串联型电压暂变补偿器，为本项