中頻動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、機(jī)場或艦船在對飛機(jī)進(jìn)行地面維護(hù)時(shí)需要提供400Hz、115V的三相交流電源，即航空地面電源，而目前的直線加電方式的供電電壓難以滿足相關(guān)技術(shù)要求。動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器(Dynamic voltagerestorer，DVR)在應(yīng)對電壓異常波動(dòng)、改善電能質(zhì)量等方面具有突出的優(yōu)點(diǎn)。本文研究DVR應(yīng)用于中頻電力系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，探索提高機(jī)場直線加電系統(tǒng)電能質(zhì)量的新途徑。
　　 較之于工頻電網(wǎng)，中頻電力系統(tǒng)具有電壓頻率較高、電源內(nèi)阻抗較大且電壓受

2、負(fù)載影響較大等特點(diǎn)，因此中頻DVR的研究具有一定的特殊性。本文在對現(xiàn)有的飛機(jī)供電保障方案進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，提出采用DVR以保障飛機(jī)地面電源供電質(zhì)量。
　　 本文的研究工作主要包括以下幾個(gè)方面：
　　 1.對機(jī)場地面電源的供配電方式進(jìn)行了分析研究，指出直線加電以其供電穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)必將成為未來機(jī)場地面電源的主要供電方式。闡述了在直線加電系統(tǒng)中采用DVR以穩(wěn)定負(fù)載電壓的技術(shù)可行性及優(yōu)點(diǎn)。
　　 2.對中頻DV

3、R的整體技術(shù)方案進(jìn)行全面的研究論證，給出了系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)圖。通過對三相四線功率電路拓?fù)涞谋容^，選擇單相全橋電路作為中頻DVR的功率電路。為簡化系統(tǒng)控制，提出了一種單向饋能的電路方案，從而使DVR始終處于有功補(bǔ)償?shù)臓顟B(tài)，避免了能量倒灌引起的電容電壓泵升問題。采用十八脈沖不控整流電路作為DVR的能量提取電路，可實(shí)現(xiàn)DVR的不間斷補(bǔ)償，控制簡單，同時(shí)更低限度地減少對電網(wǎng)電流的諧波污染。分析了整流電路在不同連接點(diǎn)處DVR所對應(yīng)的電壓補(bǔ)償能力，給出

4、了直流側(cè)電容容量的計(jì)算依據(jù)。對LC濾波器、降壓變壓器、串聯(lián)變壓器及功率電路的設(shè)計(jì)及參數(shù)選取進(jìn)行了研究。
　　 3.對DVR電壓檢測技術(shù)進(jìn)行了深入的研究。為獲得準(zhǔn)確的電壓補(bǔ)償信號(hào)，優(yōu)化DVR補(bǔ)償性能，必須對電網(wǎng)電壓中的基波分量及其特征值進(jìn)行相應(yīng)的檢測。首先對現(xiàn)有的電壓檢測方法進(jìn)行了分析，在此基礎(chǔ)上提出了一種基于周期相位的電壓跌落檢測方法，該方法實(shí)現(xiàn)簡單，可以準(zhǔn)確實(shí)時(shí)地對電壓幅值跌落及相位跳變進(jìn)行檢測，并判斷出電壓跌落的起止時(shí)間，從

5、而較好地滿足中頻DVR動(dòng)態(tài)響應(yīng)快的要求。為提取出電壓中的基波分量，提出了一種基于二階串聯(lián)諧振濾波器的基波電壓檢測方法，該方法運(yùn)算量小，可快速地檢測出畸變電壓中的基波分量。
　　 4.對中頻DVR系統(tǒng)的控制方法進(jìn)行了分析研究。建立了中頻DVR的電路模型，以及負(fù)載電壓有效值閉環(huán)控制的控制模型，并對現(xiàn)有的電壓控制方法進(jìn)行了分析比較。通過理論分析和仿真，得出在中頻DVR中應(yīng)用電壓有效值控制方法的可行性。對DVR電壓補(bǔ)償策略進(jìn)行了分析研究

6、，建立了最小能量補(bǔ)償策略的數(shù)學(xué)模型?？紤]到中頻電源電壓頻率較高且波動(dòng)較大，容易導(dǎo)致鎖相誤差，提出了一種基于比例積分(PI)控制的過零鎖相方法。對DVR的電壓補(bǔ)償過程進(jìn)行了分析研究，將該過程分為靜態(tài)補(bǔ)償和動(dòng)態(tài)補(bǔ)償兩個(gè)階段，指出電壓檢測延時(shí)和開關(guān)周期是影響DVR電壓補(bǔ)償特性的兩個(gè)關(guān)鍵因素，提出了一種基于相位補(bǔ)償?shù)碾妷貉a(bǔ)償方案，可實(shí)現(xiàn)無延遲的電壓補(bǔ)償。
　　 5.在理論分析和仿真研究的基礎(chǔ)上，研制了中頻DVR樣機(jī)，針對電網(wǎng)電壓的波動(dòng)及