武大电气动态电压恢复器与备用电源自动投入MATLAB数字仿真实验报告

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1、动态电压恢复器/备用电源自动投入数字仿真实验报告学院：电气工程学院姓名：吕知彼班级：2013级3班学号：2013301610345动态电压恢复器（DVR）的数字仿真实验姓名：吕知彼学号：2013301610345班级：2013级3班动态电压恢复器（DynamicVoltageRestorer，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

2、》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（NonLinearLoad）；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

3、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Tota

4、lHarmonicDistortion，THD。图2图30.2s时，电源中出现5次谐波和7次谐波，0.4s时结束，时域波形为：对0.2s以后电源电压波形的一个周期进行傅里叶分析可得：可见0.2s到0.4s内电源中除了含有基波成分外，还含有5次谐波和7次谐波，总谐波畸变率为20.62%。在0.2s附近时段内注入电压的波形为对0.2s以后注入电压波形的一个周期进行傅里叶分析可得：此过程期间负载的电压波形为：对0.2s以后负载电压波形的五个周期（0.2s-0.3s）进行傅里叶分析可得：可知负载电压的总谐波畸变率为0.81%。0.5s时，电源电压幅值减半，一直持续到0.7s结束，电源电

5、压波形为此过程中注入电压波形为负载电压波形为对0.5s以后负载电压波形的五个周期（0.5s-0.6s）进行傅里叶分析可得：可知负载电压的总谐波畸变率为0.79%。1.5s时，电源电压幅值变为原来的1.5倍，一直持续到1.7s结束，电源电压波形为此过程中注入电压波形为负载电压波形为对1.5s以后负载电压波形的五个周期（1.5s-1.6s）进行傅里叶分析可得：可知负载电压的总谐波畸变率为0.77%。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

6、、敏感负荷上的三相电压，计算分析各电压的THD。图4改变电压凹陷过程中电源电压的上升时间如下图所示：则电源电压波形为负载电压波形为经FFT分析得0.5s到0.7s之间的负载电压总谐波畸变率为0.78%；改变电压凹陷过程中电源电压的下跌时间如下图所示：则电源电压波形为负载电压波形为经FFT分析得0.5s到0.7s之间的负载电压总谐波畸变率为0.79%；改变电压凹陷幅度，如下图所示：则电源电压波形为负载电压波形为经FFT分析得0.5s到0.7s之间的负载电压总谐波畸变率为0.81%；改变上升过程中的电压抖动，如下图所示：则电源电压波形为经FFT分析得0.5s到0.7s之间的电源电压

7、总谐波畸变率为20.18%；注入电压波形为经FFT分析得0.5s到0.7s之间的注入电压总谐波畸变率为24.84%；负载电压波形为经FFT分析得0.5s到0.7s之间的负载电压总谐波畸变率为0.80%；改变电源电压相位，如下图所示：则电源电压波形为负载电压波形为经FFT分析得0.5s到0.7s之间的负载电压总谐波畸变率为2.47%c.改变动态电压恢复器中DC电压的幅度（如图4，调整范围：300V~1000V），至少选择五组电压数据（例如：300V、400V、500V、700V、900V），记