基于Hilbert變換的電壓凹陷檢測方法

結果表明，這種檢測方法的幅值檢測結果變化到穩態(tài)值的時(shí)間基本上為0 ms，因此這種檢測方法對DVR而言具有非常好的動(dòng)態(tài)響應性能，并且能實(shí)時(shí)地產(chǎn)生補償指令電壓(如圖5所示)．滿(mǎn)足DVR補償裝置的實(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結果及產(chǎn)生的補償指令電壓波形。

3．2 電壓補償分析
目前關(guān)于DVR補償電壓的計算方法主要有3種：第一種完全電壓補償法，要求補償后電壓完全恢復到凹陷前負載電壓。該補償方法的優(yōu)點(diǎn)是能保證凹陷前后負載電壓的連續性，對于那些對電壓幅值和波形連續性要求很高的負荷如相控整流設備等，是最佳的補償策略。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償法，要求將系統凹陷電壓的幅值補償至額定電壓，相位與凹陷電壓一致。該方法的優(yōu)點(diǎn)是補償電壓幅值最小、計算簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)是輸出功率不受控制，而且負載電壓有相角偏移。第三種最小能量法，要求補償后電壓幅值達到額定電壓幅值。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，從而在一定的儲能容量下，可以獲得更長(cháng)的凹陷補償時(shí)間。在補償電壓凸起時(shí)，最小能量法也可以減少從系統吸收的有功，抑制或減少能量的倒灌。所謂能量倒灌，是指能量從系統向輸送的過(guò)程。
為了減少輸出能量長(cháng)期以來(lái)人們對最小能量法進(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)描述系統的電壓凹陷，并根據相量來(lái)實(shí)現各種控制目標的優(yōu)化。然而三相系統中由于電壓凹陷情況比較復雜，電壓存在不對稱(chēng)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，單相的補償方法無(wú)法應用到三相系統中。
采用對稱(chēng)分量法對能量?jì)?yōu)化進(jìn)行分析，直接將輸出電壓等效成正序補償電壓，沒(méi)有考慮負序和零序電壓的影響，理論計算與實(shí)際的輸出有一定的誤差。通過(guò)旋轉三相參考電壓的方法來(lái)提高的補償范圍，同時(shí)也考慮了負序和零序電壓對輸出電壓的影響，并通過(guò)求取最優(yōu)能量旋轉角來(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)有考慮負載對相位跳變角的約束，導致補償前后負載電壓相位跳變角超出負載正常運行所能允許的范圍。同時(shí)上述方法均將負載額定電壓作為補償目標，一旦電壓凹陷的幅值超過(guò)的最大輸出補償電壓，則無(wú)法補償。針對以上缺點(diǎn)，結合負載正常運行對電壓幅值和相角偏移的允許范圍，利用最優(yōu)補償電壓計算方法，可以擴大補償范圍、減少有功輸出并能很好地抑制能量倒灌。

4 結 語(yǔ)
針對DVR的電壓凹陷檢測，首次采用基于Hill3ert變換的檢測方法。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)用這種檢測方法對常見(jiàn)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。從仿真試驗結果可知，該方法能夠快速對凹陷電壓信號的幅值進(jìn)行檢測，能準確地檢測出電壓凹陷發(fā)生的起止時(shí)刻，并且運算量較小，適合實(shí)時(shí)檢測的需要。