动态电压恢复器DVR在电能质量改善中的MATLAB仿真研究

"动态电压恢复器(Dynamic Voltage Restorer, DVR)是解决电能质量问题的一种重要技术，特别是针对电压跌落的补偿。随着电力系统中非线性负载和电力电子设备的普及，电压波动对设备的影响日益严重。DVR通过实时检测和补偿，能够在电压瞬间跌落时提供稳定电源，确保敏感设备的正常运行。 本文深入探讨了DVR的基本原理和结构，包括其主要由电压源逆变器(VSI)、控制器和储能元件组成的电路设计。DVR的工作机制在于，当检测到电网电压异常时，它会迅速生成一个补偿电压，与电网电压叠加，以恢复负载端的电压水平。理论分析中，对主电路的结构选择和参数设计进行了详尽讨论，这是确保DVR性能的关键环节。 在电压跌落检测方法上，文章比较了瞬时无功功率理论、Hilbert变换检测法和小波变换检测法。尽管瞬时无功功率理论广泛应用，但在单相系统中处理三相问题存在挑战。而小波变换检测法在捕捉电压跌落特性上表现出更高的灵敏度和准确性，因此被选为本文的检测方法。 对于DVR的逆变器控制策略，研究了滞环控制和定时控制两种方式。定时控制的瞬时值比较方式因其更稳定的性能和良好的动态响应，被选用为PWM控制策略。这种控制方法能确保逆变器快速响应电压变化，实现精确的电压补偿。 在MATLAB的SimPowerSystems环境下，建立了DVR的仿真模型，模拟了电压跌落、电压上升、电压跌落伴随谐波等多种电能质量问题的场景。仿真结果验证了所采用的检测方法和控制策略的有效性，表明DVR能够有效地补偿电压异常，并同时处理多种电能质量问题，提高了系统的电能质量。 关键词：电能质量；动态电压恢复器；电压跌落；MATLAB仿真；电压源逆变器；小波变换；定时控制；PWM控制"