Nguyên lý làm việc của bộ phục hồi điện áp động

Bộ khôi phục điện áp động (DVR) là một thiết bị dựa trên công nghệ điện tử công suất dùng để khắc phục các vấn đề về chất lượng điện như sụt áp, tăng vọt, sóng hài và mất cân bằng ba pha trong lưới điện. Mục tiêu cơ bản của nó là cung cấp điện áp cung cấp ổn định và đủ tiêu chuẩn cho các tải nhạy cảm trong thời gian rất ngắn khi xảy ra điện áp lưới bất thường, từ đó ngăn ngừa gián đoạn sản xuất, hư hỏng thiết bị hoặc mất dữ liệu.

Nguyên tắc hoạt động của DVR dựa trên ba khía cạnh chính:-giám sát theo thời gian thực, tính toán nhanh và bù chủ động. Đầu tiên, thiết bị liên tục thu thập tín hiệu điện áp ba pha-tại điểm ghép nối chung (PCC) của lưới điện bằng cách sử dụng các cảm biến điện áp có độ chính xác-cao. Bộ điều khiển bao gồm bộ xử lý tín hiệu số (DSP) hoặc mảng cổng lập trình được (FPGA) thực hiện phân tích thời gian thực để xác định mức độ sai lệch về biên độ điện áp, pha, tần số và dạng sóng. Khi phát hiện sụt áp, tăng vọt hoặc bất thường khác, hệ thống điều khiển sẽ ngay lập tức tính toán lượng bù cần thiết theo thuật toán đặt trước.

Trong giai đoạn thực hiện bù, DVR sử dụng bộ biến tần cầu ba pha bao gồm các thiết bị chuyển mạch điện tử công suất được điều khiển hoàn toàn (chẳng hạn như IGBT và SiC MOSFET), chuyển đổi năng lượng được lưu trữ trên bus DC (thường được duy trì bằng tụ điện hoặc bộ pin) thành điện áp xoay chiều có giá trị bằng nhau và ngược pha với thành phần điện áp lưới bất thường. Điện áp xoay chiều này sau đó được đưa vào giữa lưới điện và tải thông qua máy biến áp ghép nối hoặc lò phản ứng. Điện áp được đưa vào này là vectơ-được thêm vào điện áp lưới bất thường, khôi phục điện áp thực tế mà phía tải nhận được về giá trị định mức hoặc phạm vi cho phép, nhờ đó đạt được khả năng điều chỉnh điện áp động.

Bởi vì tần số chuyển đổi của các thiết bị điện tử công suất có thể đạt tới vài kilohertz đến hàng chục kilohertz và các tính toán vòng điều khiển cũng như phản hồi điều chế độ rộng xung (PWM) được hoàn thành trong vài micro giây đến mili giây, DVR có thể phản ứng với hầu hết các nhiễu loạn nhất thời trong vòng 10 mili giây, nhanh hơn nhiều so với các thiết bị điều chỉnh điện áp chậm hoặc cơ khí truyền thống. Hơn nữa, bằng cách giới thiệu các thuật toán lọc tích cực, DVR có thể đồng thời triệt tiêu các sóng hài tần số cụ thể và điều chỉnh sự mất cân bằng ba{2}}pha, đạt được khả năng quản lý chất lượng điện đa{3}}chiều.

Nhìn chung, DVR, với chế độ điều khiển vòng kín-"phát hiện-tính toán-bù biến tần", sử dụng-chuyển đổi điện tử công suất tần số cao và mô hình toán học chính xác để đạt được-khử các dị thường điện áp lưới theo thời gian thực, xây dựng hàng rào bảo vệ điện áp động nhanh và chính xác cho các tải quan trọng. Chúng đóng một vai trò không thể thay thế trong các hệ thống cung cấp điện dựa trên thông tin và công nghiệp hiện đại{6}}.