随着现代科学技术的发展,生产自动化程度不断提高,各种复杂精密的用电设备得到广泛应用,电力用户对电能质量的要求也越来越高。电能质量问题中,由电压瞬时跌落造成的危害最为普遍。作为一种新型电能质量控制装置,动态电压恢复器(DVR)可在几毫秒内动作,对消除电压波动和闪变,解决各相电压的不对称和短时供电中断等故障,具有无可比拟的优势。由于有着良好的动态性能和很高的性价比,DVR已经逐渐成为电力用户解决电网动态电能质量问题的首选装置之一,特别是目前解决电压跌落问题的最经济、有效的用户电力装置。本文系统阐述了DVR主电路拓扑各部分的工作原理,针对DVR的补偿策略、检测算法和控制方法等方面展开研究工作。本文DVR装置采用级联多电平拓扑结构,储能装置使用超级电容器,不需要多余的储能设备和串联变压器,有利于节省成本、减少占地面积以及提高系统可靠性。检测算法使用改进的单相dq检测算法,通过将单相瞬时电压从αβ静止坐标系变换到dq旋转坐标系的电压检测方法能够大大减少计算量。逆变器采用正弦脉冲宽度调制(SPWM)控制技术,可以实现能量的双向传输;此外,可以克服传统DVR采用不控整流对网侧产生的谐波污染。文中详细介绍了三种基本的电压跌落补偿策略:跌落前电压补偿、同相电压补偿和最小能量补偿,并通过相量图分析比较了三种补偿策略。对DVR的最小能量补偿情况进行深入分析,推导出DVR补偿时注入有功和负荷功率因数之间的关系。基于此,提出改进的最小能量补偿策略,对DVR接入系统的拓扑结构加以改进,在负荷端并联一个带有开关的可调电抗器,电压跌落补偿时投入使用,暂时降低负荷功率因数,以保证DVR在补偿时消耗能量最小。最后,用Matlab7.0对改进的最小能量补偿策略进行了仿真研究,仿真结果表明,基于级联H桥逆变器DVR的最小能量补偿策略,通过并联在负荷端的可调并联电抗器对负荷功率因数的控制,能够很好地补偿电压跌落,提高了DVR的补偿精度,而且扩大了纯无功补偿的跌落范围,减小了补偿过程中的能量消耗,延长了补偿时间。