儀器儀表：動(dòng)態(tài)電壓調節器（DVR）的技術(shù)介紹

　　非線(xiàn)性和沖擊性負載的增長(cháng)導致了許多電能質(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)題嚴重影響了電力系統的穩定和敏感性用戶(hù)的安全。為了解決這些問(wèn)題，人們提出并試驗了許多方案，例如針對電流問(wèn)題的有源濾波器(APF)，針對電壓?jiǎn)?wèn)題的動(dòng)態(tài)電壓調節器(DVR)，針對無(wú)功補償的靜態(tài)無(wú)功發(fā)生器(STATCOM)，針對敏感性負荷的不間斷電源(UPS)等。動(dòng)態(tài)電壓調節器DVR(Dynamic Voltage Regulator)是一種串聯(lián)型電能質(zhì)量調節器，采用基于電力電子器件的PWM逆變器結構，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)變壓器和直流儲能單元。

　　DVR相當于一個(gè)串聯(lián)在配電系統中動(dòng)態(tài)受控的電壓源，采用適當的控制方法可以使該電壓源輸出抵消電力系統擾動(dòng)對負荷電壓造成的不良影響，如電壓跌落、電壓不平衡及諧波等。當直流側能量通過(guò)從系統整流獲得時(shí)，在系統側即使發(fā)生單相故障，其它兩相仍可以提供電能來(lái)維持DVR的正常運行，補償長(cháng)期的電壓跌落也成為可能。如果在直流側電容兩端并聯(lián)蓄電池，或采用大容量電容儲能，該裝置還可起到UPS的作用，即在系統側發(fā)生短期故障時(shí)可以向負荷提供一定時(shí)間的功率。采用合適的拓撲結構，DVR可以綜合地治理配電系統中的動(dòng)態(tài)電壓質(zhì)量問(wèn)題如跌落、浪涌和穩態(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DVR，用于解決一家自動(dòng)化紡織廠(chǎng)的供電電壓?jiǎn)?wèn)題。隨后 ABB公司研制的22KV/4MVA DVR也成功地應用于半導體生產(chǎn)廠(chǎng)的故障電壓恢復。ABB還推出了基于IGCT的DVR。SIEMENS公司也在動(dòng)態(tài)電壓恢復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的DVR，還開(kāi)發(fā)了用于大功率負荷的多模塊動(dòng)態(tài)電壓恢復器以及架空DVR PM(Platform-Mounted DVR)系統。除了上述的動(dòng)態(tài)電壓恢復器實(shí)例，世界上還有很多廠(chǎng)家和研究機構正在研制各自的DVR，如Cutler-Hammer，美國威斯康星大學(xué)等。清華大學(xué)電機系柔性交流輸配電系統研究所也已經(jīng)獨立研制了一臺10kVA/380V的三相DVR樣機，實(shí)驗結果表明該樣機性能優(yōu)越，不僅能有效地解決系統的動(dòng)態(tài)電壓質(zhì)量問(wèn)題，例如電壓跌落、閃變等，還能解決一些穩態(tài)的電壓質(zhì)量問(wèn)題，如三相電壓不平衡、諧波等。