Arbeidsprinsipp for dynamisk spenningsgjenoppretting

En Dynamic Voltage Restorer (DVR) er en enhet basert på kraftelektronikkteknologi som brukes til å undertrykke strømkvalitetsproblemer som spenningsreduksjoner, overspenninger, harmoniske og trefaseubalanser i strømnettet. Dens grunnleggende mål er å gi en stabil og kvalifisert forsyningsspenning til sensitive belastninger innen svært kort tid når unormal nettspenning oppstår, og dermed forhindre produksjonsavbrudd, utstyrsskade eller tap av data.

Arbeidsprinsippet til en DVR er basert på tre hovedaspekter: sann-tidsovervåking, rask beregning og aktiv kompensasjon. Først samler enheten kontinuerlig de tre-fasespenningssignalene ved punktet for felles kopling (PCC) til strømnettet ved hjelp av høy-spenningssensorer. En kontroller sammensatt av en digital signalprosessor (DSP) eller field-programmable gate array (FPGA) utfører sanntidsanalyse for å bestemme graden av avvik i spenningsamplitude, fase, frekvens og bølgeform. Når et spenningsfall, overspenning eller annen unormalitet oppdages, beregner kontrollsystemet umiddelbart den nødvendige kompensasjonsbeløpet i henhold til en forhåndsinnstilt algoritme.

Under kompensasjonsutførelsesfasen konverterer DVR-en, ved hjelp av en trefase broomformer sammensatt av fullt kontrollerte elektroniske svitsjeenheter (som IGBT-er og SiC MOSFET-er), energien som er lagret på DC-bussen (vanligvis vedlikeholdt av kondensatorer eller batteripakker) til en AC-spenning som er lik i verdi og unormal fasespenning. Denne AC-spenningen injiseres deretter mellom nettet og lasten gjennom en koplingstransformator eller reaktor. Denne injiserte spenningen blir vektor-tillagt den unormale nettspenningen, og gjenoppretter den faktiske spenningen mottatt av lastsiden til dens nominelle verdi eller tillatte område, og oppnår dermed dynamisk spenningsregulering.

Fordi byttefrekvensen til strømelektroniske enheter kan nå flere kilohertz til titalls kilohertz, og kontrollsløyfeberegningene og pulsbreddemodulasjonsresponsene (PWM) fullføres i mikrosekunder til millisekunder, kan DVR-en reagere på de fleste forbigående forstyrrelser innen 10 ms, langt raskere enn tradisjonelle mekaniske enheter eller langsom spenningsregulering. Videre, ved å introdusere aktive filtreringsalgoritmer, kan DVR samtidig undertrykke spesifikke frekvensovertoner og korrigere tre-faseubalanser, og oppnå fler-strømkvalitetsstyring.

Totalt sett bruker DVR-er, med sin lukkede-sløyfekontrollmodus for «deteksjon-beregning-omformerkompensasjon, høy-elektronisk konvertering og presis matematisk modellering for å oppnå sann-tidskansellering av nettspenningsanomalier, og bygge en rask og nøyaktig beskyttelsesbarriere for dynamisk spenningsbelastning. De spiller en uerstattelig rolle i moderne industrielle og informasjonsbaserte-strømforsyningssystemer.