摘要  介绍了一种基于瞬时无功功率理论检测法的三相动态电压调节器(DVR)，给出了主电路的拓扑结构，介绍了基于DSP TMS320LF2407 检测控制系统的构成，最后给出了MATLAB仿真波形。通过分析论证可有效地抑制电网电压的波动和谐波，提高了用户电力的稳定性和可靠性。 
    关键字  瞬时无功功率逆变器DSP 动态电压调节器（DVR）MATLAB 
Research of Dynamic Voltage Regulator (DVR) based on instantaneous reactive power detection method 
ZHANG Jun-jun，SU Jian-hui，ZHANG Guo-rong 
（Research center for Photovoltaic System Engineering Ministry of Education，The Energy Institute of Hefei University of Technology 230009） 
    Abstract  A kind of Dynamic Voltage Regulator (DVR) based on instantaneous reactive power detection method will be given in this paper , at the same time this paper will give the structure of main circuit and detection control system based on DSP TMS320LF2407 of this DVR , lastly MATLAB emulation wave will be given . Get across analysis and demonstrate , this Dynamic Voltage Regulator can restrain change and harmonics of the wave ,enhance the stability and reliability of the custompower . 
    Keywords  Keywords: instantaneous reactive power , inverter , DSP , Dynamic Voltage Regulator (DVR) , MATLAB  
   

由于电网电压质量所涉及因素的复杂性，以及大量整流电源和电力电子器件的使用及各用电设备配置的不合理性等原因至使市电交流电压质量不断恶化。存在着诸如：电涌(power surges)，高压尖脉冲(highvoltage spikes)，暂态过电压(switching transients)，电压下陷(power sag) ，持续低电压(brownout) 等电能质量问题[1]。而这些电能质量问题通过基于传统的功率理论得不到有效的解决，因为传统的功率理论是建立于工频周期的基础上的，但是基于电力电子的开关补偿装置的时间常数通常则在ms以至于μs级，远小于电力系统的工频周期[2]。日本学者赤木泰文(H.Akagi)于1983 年提出的瞬时无功功率理论，为逆变型的电压补偿装置的研究提供了有力的理论依据。市电的电压质量是电能质量中的一项重要指标，目前广泛研究的三相动态电压调节器(DVR)正是基于瞬时无功功率的理论而开发研究的。本文提出的DVR设计方案以瞬时无功功率理论为检测方法检测电网电压的突变与谐波分量，给出了三相串联式DVR主电路的拓扑结构，检测与控制芯片使用TI公司的TMS320LF2407，有效地保证了计算的实时性和精确性，提出了一种新型的前馈加反馈的闭环控制思想，有效地解决了控制系统的精度和稳定性。

2 系统设计

2.1 系统的主电路结构

图1 为串联型的三相动态电压调节器（DVR）的主电路结构，它大体上由4 部分组成：由IGBT构成的DC/AC逆变器、三相开关整流器和直流侧储能电容、由DSP组成的检测控制电路、变压器和输出滤波器。本系统的逆变器由IGBT 采用桥式拓扑结构连接，可以四相限工作运行。当电网电压突然降低时，补偿装置工作在逆变状态，向负载侧补偿迭落电压值；当电网电压突然升高时，补偿装置工作在整流状态，吸收突升压降。直流侧大电容C 起发出和吸收功率的作用，当补偿装置工作在逆变状态时，电容起直流电压源的作用；当补偿装置工作在整流状态时，电容吸收功率的作用，通过整流器向电网侧注入电压以保持电容的电压值恒定。Tr1、Tr2、Tr3为补偿装置的输出升压变压器。L1、L2、L3、C1、C2、C3组成输出侧低通滤波器。控制电路采用前馈加反馈的新型控制策略，有效地提高了系统的快速性和稳定性。

2.2 逆变型电压补偿装置的设计

DVR 的核心器件是基于IGBT器件的补偿装置，它可有三相半桥式、三相全桥式、三单相桥式等三种拓扑结构构成。三相半桥式的优点是所使用的开关器件少，但其在直流侧需要有两个电容进行均压，从而自然的存在着电容均压的问题，若不能很好的进行均压，则补偿装置的输出电压质量将大打折扣。同时在三相四线制的DVR中，全部的中线电流都流经直流侧的电容器，其数值太大，因此半桥式大多应用在小容量的DVR中。三相全桥式比半桥式多用了两只开关管，用来调节系统中的中线电流，成本有所增加。三单相桥式结构是所有拓扑结构中控制方式最为灵活的一种，使用方便。但是开关器件数量增多，导致成本的增加。在所有的桥式结构中，使用中都会面对桥臂直通的问题。在实际的使用中都需要通过软硬件的保护手段的设计来防止桥臂的直通。综合上述的各种补偿装置的特点，本文在设计中使用了控制较为灵活的三单相桥式拓扑结构。

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