基于Hilbert變換的電壓凹陷檢測(cè)方法

結(jié)果表明，這種檢測(cè)方法的幅值檢測(cè)結(jié)果變化到穩(wěn)態(tài)值的時(shí)間基本上為0 ms，因此這種檢測(cè)方法對(duì)DVR而言具有非常好的動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能，并且能實(shí)時(shí)地產(chǎn)生補(bǔ)償指令電壓(如圖5所示)．滿足DVR補(bǔ)償裝置的實(shí)時(shí)性要求。

圖6～圖9為電壓發(fā)生凹陷并伴隨有諧波的檢測(cè)結(jié)果及產(chǎn)生的補(bǔ)償指令電壓波形。

3．2 電壓補(bǔ)償分析
目前關(guān)于DVR補(bǔ)償電壓的計(jì)算方法主要有3種：第一種完全電壓補(bǔ)償法，要求補(bǔ)償后電壓完全恢復(fù)到凹陷前負(fù)載電壓。該補(bǔ)償方法的優(yōu)點(diǎn)是能保證凹陷前后負(fù)載電壓的連續(xù)性，對(duì)于那些對(duì)電壓幅值和波形連續(xù)性要求很高的負(fù)荷如相控整流設(shè)備等，是最佳的補(bǔ)償策略。該方法的缺點(diǎn)是輸出的電壓相量和功率不受控制第二種最小電壓補(bǔ)償法，要求將系統(tǒng)凹陷電壓的幅值補(bǔ)償至額定電壓，相位與凹陷電壓一致。該方法的優(yōu)點(diǎn)是補(bǔ)償電壓幅值最小、計(jì)算簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是輸出功率不受控制，而且負(fù)載電壓有相角偏移。第三種最小能量法，要求補(bǔ)償后電壓幅值達(dá)到額定電壓幅值。該方法的優(yōu)點(diǎn)是輸出的能量最小。缺點(diǎn)是輸出電壓比較大，而且負(fù)載電壓也有相角偏移。
與前兩種方法相比，最小能量法通過(guò)減少的有功輸出，從而在一定的儲(chǔ)能容量下，可以獲得更長(zhǎng)的凹陷補(bǔ)償時(shí)間。在補(bǔ)償電壓凸起時(shí)，最小能量法也可以減少?gòu)南到y(tǒng)吸收的有功，抑制或減少能量的倒灌。所謂能量倒灌，是指能量從系統(tǒng)向輸送的過(guò)程。
為了減少輸出能量長(zhǎng)期以來(lái)人們對(duì)最小能量法進(jìn)行了研究，從最簡(jiǎn)單的單相最小能量法發(fā)展到三相最小能量法。在單相中，可以用電壓相量來(lái)描述系統(tǒng)的電壓凹陷，并根據(jù)相量來(lái)實(shí)現(xiàn)各種控制目標(biāo)的優(yōu)化。然而三相系統(tǒng)中由于電壓凹陷情況比較復(fù)雜，電壓存在不對(duì)稱以及相角跳變，用單相的電壓相量很難確切描述三相電壓凹陷情況，單相的補(bǔ)償方法無(wú)法應(yīng)用到三相系統(tǒng)中。
采用對(duì)稱分量法對(duì)能量?jī)?yōu)化進(jìn)行分析，直接將輸出電壓等效成正序補(bǔ)償電壓，沒(méi)有考慮負(fù)序和零序電壓的影響，理論計(jì)算與實(shí)際的輸出有一定的誤差。通過(guò)旋轉(zhuǎn)三相參考電壓的方法來(lái)提高的補(bǔ)償范圍，同時(shí)也考慮了負(fù)序和零序電壓對(duì)輸出電壓的影響，并通過(guò)求取最優(yōu)能量旋轉(zhuǎn)角來(lái)減少輸出的有功。無(wú)論是單相還是三相最小能量法，均沒(méi)有考慮負(fù)載對(duì)相位跳變角的約束，導(dǎo)致補(bǔ)償前后負(fù)載電壓相位跳變角超出負(fù)載正常運(yùn)行所能允許的范圍。同時(shí)上述方法均將負(fù)載額定電壓作為補(bǔ)償目標(biāo)，一旦電壓凹陷的幅值超過(guò)的最大輸出補(bǔ)償電壓，則無(wú)法補(bǔ)償。針對(duì)以上缺點(diǎn)，結(jié)合負(fù)載正常運(yùn)行對(duì)電壓幅值和相角偏移的允許范圍，利用最優(yōu)補(bǔ)償電壓計(jì)算方法，可以擴(kuò)大補(bǔ)償范圍、減少有功輸出并能很好地抑制能量倒灌。

4 結(jié) 語(yǔ)
針對(duì)DVR的電壓凹陷檢測(cè)，首次采用基于Hill3ert變換的檢測(cè)方法。理論上省去了濾波器，避免了濾波器帶來(lái)的延時(shí)。在此來(lái)用這種檢測(cè)方法對(duì)常見的電壓擾動(dòng)如電壓凹陷和含有諧波的電壓凹陷進(jìn)行快速檢測(cè)。從仿真試驗(yàn)結(jié)果可知，該方法能夠快速對(duì)凹陷電壓信號(hào)的幅值進(jìn)行檢測(cè)，能準(zhǔn)確地檢測(cè)出電壓凹陷發(fā)生的起止時(shí)刻，并且運(yùn)算量較小，適合實(shí)時(shí)檢測(cè)的需要。