Mètode de composició del restaurador dinàmic de tensió

Un restaurador de voltatge dinàmic (DVR), com a dispositiu de compensació de tensió dinàmica basat en la tecnologia d'electrònica de potència, es basa en un mètode de composició científicament sòlid i un disseny estructural modular per al seu rendiment global. Mitjançant una clara divisió funcional i una integració orgànica, els diferents components treballen en col·laboració per suprimir ràpidament problemes de qualitat de l'energia, com ara caigudes de tensió, sobretensió, harmònics i desequilibris-trifàsics a la xarxa elèctrica.

Els components bàsics d'un DVR inclouen generalment una unitat d'emmagatzematge d'energia, una unitat de conversió d'energia, una unitat d'acoblament, una unitat de mesura i control i sistemes auxiliars. La unitat d'emmagatzematge d'energia consisteix normalment en un banc de condensadors de bus de CC o un banc de bateries, responsable de proporcionar una font d'energia de CC estable per al procés de conversió d'energia. La seva capacitat i nivell de tensió es determinen en funció de la potència de compensació i els requisits de durada. La unitat de conversió d'energia és el nucli del funcionament del DVR, composta per un inversor de pont trifàsic-fabricat de dispositius electrònics de potència totalment controlats (com ara IGBT i MOSFET SiC). Converteix la potència de CC en una tensió de compensació de CA que és igual en magnitud i en direcció oposada als components anormals de la tensió de la xarxa elèctrica, aconseguint una regulació dinàmica d'alta-precisió.

La unitat d'acoblament inclou principalment un transformador d'acoblament o un reactor en sèrie. La seva funció és injectar de manera segura i eficient la sortida de la tensió de compensació de l'inversor a la línia entre la xarxa elèctrica i la càrrega, alhora que garanteix l'aïllament elèctric necessari entre el circuit principal i la xarxa elèctrica, suprimint les interferències en mode comú- i protegint l'aïllament de l'equip. La unitat de mesura i control consta de sensors de voltatge i corrent d'alta-precisió i un controlador digital d'alta-velocitat (com ara un DSP o FPGA). És responsable del mostreig-en temps real i l'anàlisi dels paràmetres elèctrics de la xarxa elèctrica i del costat de la càrrega, i generar ordres de modulació segons un algorisme de control preestablert per impulsar la unitat de conversió d'energia per completar la tasca de compensació. Aquesta etapa també necessita una interfície de comunicació per intercanviar l'estat de funcionament i la informació d'error amb el sistema de monitorització de-nivell superior.

El sistema auxiliar inclou subsistemes de refrigeració, protecció i monitorització. El sistema de refrigeració normalment utilitza refrigeració per aire o refrigeració líquida per garantir que l'augment de temperatura dels dispositius de potència en condicions de commutació d'alta-freqüència i alta-actualitat es mantingui dins d'un rang segur. El sistema de protecció inclou protecció contra sobretensió, sobreintensitat, sobretemperatura i curt-circuits, que pot tallar ràpidament els camins d'energia en condicions de funcionament anormals. El subsistema de supervisió proporciona una interfície humana-màquina i funcions de diagnòstic remot, facilitant que el personal de manteniment controli l'estat de salut de l'equip.

Pel que fa a la configuració, els DVR solen adoptar un enfocament de disseny modular, encapsulant funcions com ara l'emmagatzematge d'energia, la inversió, l'acoblament i el control en mòduls independents. Això facilita la producció i la depuració estandarditzades i permet una expansió flexible o una configuració redundant basada en la capacitat de càrrega i les condicions del lloc. Aquesta configuració estructurada i jeràrquica no només millora la fiabilitat i el manteniment dels equips, sinó que també posa una base sòlida per a la seva aplicació generalitzada en diversos escenaris com ara la indústria, els centres de dades i l'accés a l'energia nova.