武大电气动态电压恢复器与备用电源自动投入MATLAB数字仿真实验报告.pdfVIP

动态电压恢复器/

备用电源自动投入

数字仿真实验报告

学院：电气工程学院

姓名：吕知彼

班级：2013级3班

学号：2013301610345

动态电压恢复器（DVR）的数字仿真实验

姓名：吕知彼学号：2013301610345班级：2013级3班

动态电压恢复器（DynamicVoltageRestorer，DVR）是一种基于电力电子技术的串联补

偿装置，通常安装在电源与敏感负荷之间，其作用在于：保证电网供电质量，补偿供电电网

产生的电压跌落、闪变等，其可在电源和敏感负载之间接入幅值和相位受控的电压，以抑制

电源电压扰动对敏感负荷的影响。具体参见教材《电力电子学》、《有源电力滤波器》、《自动

装置原理》等。

1.实验预习

清楚动态电压恢复器（DVR）的结构和原理；明确动态电压恢复器的具体控制方式。

2.实验目的

了解数字仿真软件中DVR的构成及实现；针对系统电源的电压扰动进行动态补偿

仿真；解析DVR控制参数的变化对其补偿性能的影响。

3.实验步骤

（1）将仿真示例copy到电脑。进入MATLAB界面，导入并打开模型DVR.slx;

a.梳理DVR.slx模型中的主要元件设备组成，该模型主要包括电源模型（Grid）、

DVR模型（涵盖有电力电子元件、控制环节及直流电源）、非线性敏感负荷

（NonLinearLoad）；

b.熟悉电源模型（Grid）的电气设计参数，主要包括电压、频率，不同时间段

的幅度变化特点，其分别对应于电压扰动中的凹陷和突增；

c.熟悉DVR模型中饱和变压器、电力电子元件的型式和设计参数，DVR

control环节中电压跟踪信号的形成方式，滞环比较器的具体运行特点。

d.熟悉非线性敏感负荷的组成结构及实现形式，掌握其电气参数的设计特点；

e.设置模型配置参数，运行时间为2.5s。

图1

（2）点击运行DVR.slx算例。

4.实验记录

DVR.slx的运行结果，包括：

a.当电源（Grid）电压的参数变化如下图2所示时，记录动态电压恢复器的补

偿效果，包括：电源三相电压、动态电压恢复器的注入电压、敏感负荷上的

三相电压，该数据可从图3中读取，并据此计算分析各电压的TotalHarmonic

Distortion，THD。

图2

图3

0.2s时，电源中出现5次谐波和7次谐波，0.4s时结束，时域波形为：

对0.2s以后电源电压波形的一个周期进行傅里叶分析可得：

可见0.2s到0.4s内电源中除了含有基波成分外，还含有5次谐波和7次谐波，总谐波

畸变率为20.62%。

在0.2s附近时段内注入电压的波形为

对0.2s以后注入电压波形的一个周期进行傅里叶分析可得：

此过程期间负载的电压波形为：

对0.2s以后负载电压波形的五个周期（0.2s-0.3s）进行傅里叶分析可得：

可知负载电压的总谐波畸变率为0.81%。

0.5s时，电源电压幅值减半，一直持续到0.7s结束，电源电压波形为

此过程中注入电压波形为

负载电压波形为

对0.5s以后负载电压波形的五个周期（0.5s-0.6s）进行傅里叶分析可得：

可知负载电压的总谐波畸变率为0.79%。

1.5s时，电源电压幅值变为原来的1.5倍，一直持续到1.7s结束，电源电压波形为

此过程中注入电压波形为

负载电压波形为

对