动态电压恢复器（DVR）模型【2.0】：Matlab/Simulink仿真分析

ZAEQgyKFs

303人浏览 · 2026-04-24 15:45:00

ZAEQgyKFs · 2026-04-24 15:45:00 发布

动态电压恢复器（DVR）模型【2.0】 Matlab/simulink 可用于治理电能质量问题：仿真总时长1.1s，DVR始终接入，具体如下： 0.1-0.2s治理源侧电压暂降； 0.3-0.4s治理源侧电压暂升； 0.5-0.6s治理电机启动引起的电压暂降； 0.7-0.8s治理变压器励磁引起的电压暂降； 0.9-1.0s治理短路故障带来的不平衡问题

在电力系统中，电压质量的保障是确保设备正常运行和电网稳定运行的关键。动态电压恢复器（DVR）作为一种新型的电压治理装置，因其快速响应和良好的动态特性，逐渐成为电力系统中不可或缺的设备。本文将介绍一个基于Matlab/Simulink的DVR模型【2.0】，并对其仿真性能进行分析。

DVR模型概述

动态电压恢复器（DVR）是一种基于电感和电容储能元件的无源或有源电压源，其核心功能是通过快速的电流控制来补偿电压缺欠。DVR的工作原理通常包括以下步骤：

检测电压缺欠：通过电流采样和电容电压采样，检测电压的低谷或高谷。
控制电流：根据检测到的电压缺欠，调整电容或电感中的电流，以补偿电压缺欠。
恢复电压：通过快速的电流控制，使电压在短时间内恢复到正常水平。

DVR模型【2.0】在原有DVR模型的基础上，增加了更多的控制策略，使其在不同工况下的性能更加优越。

仿真结构设计

为了验证DVR模型的性能，我们构建了一个基于Matlab/Simulink的仿真模型。仿真总时长为1.1秒，DVR始终接入系统，并根据不同的时间段对电压问题进行治理。具体仿真时段划分如下：

0.1-0.2秒：治理源侧电压暂降
0.3-0.4秒：治理源侧电压暂升
0.5-0.6秒：治理电机启动引起的电压暂降
0.7-0.8秒：治理变压器励磁引起的电压暂降
0.9-1.0秒：治理短路故障带来的不平衡问题

仿真模型代码

% 仿真模型初始化
function [V, I] = simulateDVRModel()
    % 参数设置
    Ts = 0.001;    % 采样时间
    tFinal = 1.1;   % 仿真总时长
    V_init = 0;     % 初始电压
    I_init = 0;     % 初始电流

    % 初始化电压和电流
    V = zeros(tFinal, 1);
    I = zeros(tFinal, 1);
    V(1) = V_init;
    I(1) = I_init;

    % 时间向量
    t = 0:Ts:tFinal;

    % DVR模型参数
    C = 1e-6;    % 电容
    L = 1e-3;    % 电感
    Kp = 100;    % 比例系数

    % 开关状态
    switch_state = 1; % 1: 恢复状态; 0: 断开状态

    % 开始仿真
    for i = 1:length(t)
        if t(i) >= 0.1 && t(i) < 0.2
            % 源侧电压暂降治理
            V(i) = V(i-1) - 0.1; % 电压下降
            I(i) = I(i-1) + Kp*(V(i) - V_ref);
        elseif t(i) >= 0.2 && t(i) < 0.3
            % 源侧电压暂升治理
            V(i) = V(i-1) + 0.1; % 电压上升
            I(i) = I(i-1) + Kp*(V(i) - V_ref);
        elseif t(i) >= 0.3 && t(i) < 0.4
            % 电机启动引起的电压暂降治理
            V(i) = V(i-1) - 0.1;
            I(i) = I(i-1) + Kp*(V(i) - V_ref);
        elseif t(i) >= 0.4 && t(i) < 0.5
            % 变压器励磁引起的电压暂降治理
            V(i) = V(i-1) - 0.1;
            I(i) = I(i-1) + Kp*(V(i) - V_ref);
        elseif t(i) >= 0.5 && t(i) < 0.6
            % 短路故障引起的不平衡治理
            V(i) = V(i-1) - 0.1;
            I(i) = I(i-1) + Kp*(V(i) - V_ref);
        else
            % DVR处于断开状态
            V(i) = V(i-1);
            I(i) = I(i-1);
        end
    end

    % 绘图
    figure;
    subplot(2,1,1);
    plot(t, V);
    title('仿真电压波形');
    xlabel('时间/s');
    ylabel('电压/V');

    subplot(2,1,2);
    plot(t, I);
    title('仿真电流波形');
    xlabel('时间/s');
    ylabel('电流/A');
end