三相电力系统DVR最小能量补偿控制分析方法

摘要

本发明公开了电力系统控制技术领域中一种三相电力系统DVR最小能量补偿分析方法。技术方案是，首先建立DVR的控制分析相量图，确定负荷参考电压轨迹圆和各相极限电压轨迹圆，判断各相DVR能否实现补偿并确定负荷电压轨迹相位范围，判断三相系统能否实现对称补偿并确定对称补偿的负荷电压轨迹相位范围，最终确定DVR输出能量最小时的负荷电压相位和相应的补偿电压。本发明提出的控制分析方法，以A相负荷参考电压相量为相量图横轴，以系统电压相量的终点做补偿极限圆来确定DVR补偿范围，物理概念明确，分析计算简便，有效解决三相系统任意不平衡电压暂降或者暂升时的最小能量补偿问题。

主权项

一种三相电力系统DVR最小能量补偿控制分析方法，其特征是所述分析方法包括下列步骤：步骤1：确定三相电力系统各相电压相量；步骤2：确定负荷参考电压轨迹圆；以正常运行时，系统的电压幅值Uref为半径、以原点为圆心，得到补偿后负荷参考电压轨迹圆Circleref；步骤3：确定各相极限补偿电压轨迹圆；分别以步骤1中三相系统电压相量的终点为圆心，以极限补偿电压UDVRL为半径，得到三相系统的极限电压轨迹圆CircleA、CircleB、CircleC；步骤4：判断DVR能否对各相电压实现补偿；如果第i(i＝A、B或C)相的极限电压轨迹圆Circlei与负荷参考电压轨迹圆Circleref有交点，则该相能够实现补偿；如果DVR能对各相电压实现补偿，则执行步骤5；否则，跳到步骤9；步骤5：确定各相电压能补偿到的负荷电压轨迹相位范围；负荷参考电压轨迹圆Circleref落在i相极限电压轨迹圆Circlei内的圆弧部分AiBiCiDi为该相能够补偿到的负荷电压轨迹，圆弧相对该相负荷参考电压相量的相位范围为(βi，γi)；其中 β i = - α i + arccos [ U ref 2 + U Si 2 - U DVRL 2 2 U ref U Si ] , γ i = - α i - arccos [ U ref 2 + U Si 2 - U DVRL 2 2 U ref U Si ] , USi为系统电压暂降后的电压，αi为各相系统电压相量落后或者超前负荷参考电压相量的夹角；步骤6：判断三相系统能否对称补偿；如果各相可补偿到的负荷电压的相位范围(βA，γA)、(βB，γB)、(βC，γC)有共同的部分，则三相能够实现对称补偿，执行步骤7；否则，跳到步骤9；步骤7：确定对称补偿的负荷电压轨迹相位范围；各相可补偿到的负荷电压的相位范围(βA，γA)、(βB，γB)、(βC，γC)的共同部分(β，γ)为能够对称补偿的负荷电压相位范围；步骤8：控制负荷电压的相位以实现DVR最小能量补偿；在(β，γ)内按照相位从小到大逐次分析，如果在某个相位，三相能量之和为0，则此相位输出能量最小；否则β和γ两个相位中输出能量最小的相位为最小能量对应相位；根据前面两种情况，计算出输出能量最小时DVR的输出电压幅值和相位，并按照该结果对输出电压即负荷电压进行控制；步骤9：不能将负荷电压补偿到对称的正常幅值，结束。