儀器儀表：動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器（DVR）的技術(shù)介紹

　　非線(xiàn)性和沖擊性負(fù)載的增長(zhǎng)導(dǎo)致了許多電能質(zhì)量問(wèn)題，例如電壓跌落、閃變、電流諧波、不平衡等。這些問(wèn)題嚴(yán)重影響了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定和敏感性用戶(hù)的安全。為了解決這些問(wèn)題，人們提出并試驗(yàn)了許多方案，例如針對(duì)電流問(wèn)題的有源濾波器(APF)，針對(duì)電壓?jiǎn)栴}的動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器(DVR)，針對(duì)無(wú)功補(bǔ)償?shù)撵o態(tài)無(wú)功發(fā)生器(STATCOM)，針對(duì)敏感性負(fù)荷的不間斷電源(UPS)等。動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)器DVR(Dynamic Voltage Regulator)是一種串聯(lián)型電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器，采用基于電力電子器件的PWM逆變器結(jié)構(gòu)，其主電路由以下四個(gè)部分組成：基于全控器件的電壓源型逆變器、輸出濾波器、串聯(lián)變壓器和直流儲(chǔ)能單元。

　　DVR相當(dāng)于一個(gè)串聯(lián)在配電系統(tǒng)中動(dòng)態(tài)受控的電壓源，采用適當(dāng)?shù)目刂品椒�可以使該電壓源輸出抵消電力系統(tǒng)擾動(dòng)對(duì)負(fù)荷電壓造成的不良影響，如電壓跌落、電壓不平衡及諧波等。當(dāng)直流側(cè)能量通過(guò)從系統(tǒng)整流獲得時(shí)，在系統(tǒng)側(cè)即使發(fā)生單相故障，其它兩相仍可以提供電能來(lái)維持DVR的正常運(yùn)行，補(bǔ)償長(zhǎng)期的電壓跌落也成為可能。如果在直流側(cè)電容兩端并聯(lián)蓄電池，或采用大容量電容儲(chǔ)能，該裝置還可起到UPS的作用，即在系統(tǒng)側(cè)發(fā)生短期故障時(shí)可以向負(fù)荷提供一定時(shí)間的功率。采用合適的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，DVR可以綜合地治理配電系統(tǒng)中的動(dòng)態(tài)電壓質(zhì)量問(wèn)題如跌落、浪涌和穩(wěn)態(tài)電壓質(zhì)量問(wèn)題如諧波、波動(dòng)、三相不平衡，是一個(gè)多目標(biāo)的電壓質(zhì)量綜合治理裝置。

　　1996年8月，西屋公司(Westinghouse Electric Corporation)在Duke電力公司位于南加州安德森的12.47kV變電站安裝了第一臺(tái)DVR，用于解決一家自動(dòng)化紡織廠(chǎng)的供電電壓?jiǎn)栴}。隨后 ABB公司研制的22KV/4MVA DVR也成功地應(yīng)用于半導(dǎo)體生產(chǎn)廠(chǎng)的故障電壓恢復(fù)。ABB還推出了基于IGCT的DVR。SIEMENS公司也在動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器的研制上處于先進(jìn)水平，不僅開(kāi)發(fā)了用于中等電壓等級(jí)的DVR，還開(kāi)發(fā)了用于大功率負(fù)荷的多模塊動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器以及架空DVR PM(Platform-Mounted DVR)系統(tǒng)。除了上述的動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器實(shí)例，世界上還有很多廠(chǎng)家和研究機(jī)構(gòu)正在研制各自的DVR，如Cutler-Hammer，美國(guó)威斯康星大學(xué)等。清華大學(xué)電機(jī)系柔性交流輸配電系統(tǒng)研究所也已經(jīng)獨(dú)立研制了一臺(tái)10kVA/380V的三相DVR樣機(jī)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明該樣機(jī)性能優(yōu)越，不僅能有效地解決系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)電壓質(zhì)量問(wèn)題，例如電壓跌落、閃變等，還能解決一些穩(wěn)態(tài)的電壓質(zhì)量問(wèn)題，如三相電壓不平衡、諧波等。