[科普中国]-电压暂升

电压暂升是指工频条件下电压均方根值上升到1.1~1.8倍额定电压之间。它们的起因为系统故障，如当单相对地故障、大容量负荷甩开等，大容量电容器组增加都会引起电压暂升。

定义电压暂升是指工频条件下电压均方根值上升到1.1~1.8倍额定电压之间。它们的起因都是系统故障，如当单相对地故障，非故障相电压会短时升高。大容量负荷甩开，大容量电容器组增加都会引起电压暂升。

补偿电压暂升近年来，随着接入电网的非线性负荷的数量不断增加，电网污染不断加重，造成了种种电能质量问题。在诸多电能质量问题中，电压质量问题造成的危害最为普遍动态电压恢复器（DVR）是解决电压质量问题的最有效手段之一。

DVR可通过储能装置获取能量，当DVR需要向电网注入有功时由储能装置提供能量其中，飞轮储能装置具有长寿命、无污染等优点，因此得到了广泛应用侧实际应用中，DVR也需要补偿电压暂升，此时DVR可能从电网吸收有功功率形成能量倒灌，能量倒灌将引起直流母线电压泵升，这将严重威胁装置的正常运行。有学者提出了单向功率流动控制策略，但这种方法适用于采用不可控整流为直流侧电容充电的DVR。

朱俊星等1对基于飞轮储能的动态电压恢复器在补偿电压暂升时可能引起直流母线电压泵升的问题进行了研究。首先分析了传统控制策略的局限性，继而提出了一种整体协调控制策略，该策略根据飞轮额定充电功率与DVR吸收功率的关系以及飞轮转速的影响，自动调整飞轮的充电控制策略和DVR的补偿策略，使得直流母线电压保持恒定。最后，利用仿真结果对该策略的实用性和有效性进行了验证。1

电压暂升暂降发生装置鉴于低压辅机变频器高低电压穿越能力的缺失，国家电网公司发布了《大型汽轮发电机组一类辅机变频器高、低电压穿越技术规范（征求意见稿）》，对高低电压穿越区进行了相应的规定，提出了3个低电压穿越区和一个高压穿越区，在穿越区内变频器应能够保障供电对象的安全运行。

许多电厂也陆续按此规范对低压辅机变频器进行了高低电压穿越改造，为了检验低压变频器的高低电压穿越能力，需要对低压变频器及进行高低电压穿越能力改造后的低压变频器进行测试，但却缺少相应的检测设备。

市场上的高低电压穿越试验用电压暂降发生器多采用阻抗型或变压器抽头发生器。该方法只能产生固定幅值的三相平衡电压跌落，但电网中电压故障类型多样，因此有必要研制能模拟电网不平衡故障的电压暂升暂降发生装置。电力电子式电压暂降发生装置因具有精度高、灵活性高、体积小等特点，便于现场试验场合使用，正在成为研究的新方向。

姚新阳等2设计了一种电压暂升暂降发生装置，采用电力电子积木架构，相比无源阻抗或变压器构成的电压跌落器，更具扩展性及可控性。可实现各种平衡或不平衡电压暂升暂降模拟，幅值变化范围为0~130 %额定电压，充分满足低电压穿越能力测试的要求。

主电路采用两个三相PWM变换器构成背靠背结构，拓扑如图所示。图中左侧为网侧整流器，右侧为故障侧逆变器。

网侧整流器是一个三相PWM电压型整流器，主要用于提高直流母线电压，为后级逆变器实现电压暂升提供足够高的直流电压。故障侧采用开环控制。2

电压暂降电压暂降按照电气与电子工程师协会IEEE的定义，是指工频条件下电压均方根值减小到0.1~0.9倍额定电压之间。电压暂降的幅值、持续时间和相位跳变是标称电压暂降的最重要的三个特征量。

产生原因一般是由电网、变电设施的故障或负荷突然出现大的变化(如大功率设备启动等)所引起的。在某些情况下会出现两次或更多次连续的跌落或中断。

本词条内容贡献者为:

陈红 - 副教授 - 西南大学