load pre sag
I − 表示驟降前負載電流以及Iload sag, 表示驟降後負載電流，此補償策略下DVR提 供的補償電壓將與驟降後的電網電壓相同相位，從負載來看，負載端電壓振幅大小不會 改變，但相位飄移仍舊會發生。
Vload
Vc
Vsag
, load sag
I
Re Im
, -load pre sag
I
pre sag
V −
圖2.11：同相位補償策略的相量圖
C. 最佳化能量補償
最佳化能量補償的目的是盡可能地使用以虛功補償電壓驟降，相量圖如 316H圖 2.12 所
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示，DVR提供的補償電壓與補償後的負載電流垂直，如此一來便不會消耗儲能元件的能 量，得以延長補償時間。然而此方法的缺點在於負載端會發生相位飄移的情況，此外依 驟降型式的不同，補償電壓可能要求要有很高的振幅，不符合現實中電路的輸出範圍，
是故最佳化能量補償策略僅適用於程度較輕的電壓驟降。
圖2.12：最佳化能量補償策略的相量圖
由於本論文視DVR的儲能元件視為直流電壓源，因此在有效保護敏感負載的前提下，
選擇同相位補償策略來完成電壓驟降的補償是比較合適的方法。產生補償電壓參考值所 依賴的鎖相迴路技術已於317H2.4 節介紹。
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第三章
3.
動態電壓補償器之線性控制
本章將介紹動態電壓補償器在同步旋轉座標下的線性控制。318H3.1 節先介紹對稱電驟 降下的解耦PI控制，319H3.2 節以解耦PI控制為基礎，修正控制器使DVR系統具有不對稱電 壓驟降的補償能力，320H3.3 節則以LQR狀態回授設計新的控制方式，並在321H3.4 節透過數值模 擬來比較各種控制器在電壓驟降時的表現。
3.1 對稱電壓驟降下 DVR 的線性控制
對稱電壓驟降(symmetrical voltage dip)，指的是三相電壓的驟降深度相同的驟降型 式，在這種驟樣型式下，dq 軸的電壓訊號會以直流呈現，所以控制方式相對簡單。
為了得到DVR系統的轉移函數，將322H(2.7)式同步旋轉座標下的DVR狀態方程式取拉式 轉換，可推導出同步旋轉座標下補償電壓與電感電流之關係式如下
positive sequence control
negative sequence control
(3.2)
20
fdq fdq
i i (3.3)
fdq fdq
i i (3.4)
21
* 2
pv iv
f f
pv iv
f f
K K
C s C
K K
s s
C C
+
=
+ +
cdq cdq
v v (3.5)
其中Kpi與K 分別為外迴路電壓控制中比例控制器與積分控制器的增益。 ii
為了滿足假設ifdq =i*fdq使328H(3.5)式成立，系統參數要求讓內迴路控制的響應速度遠比 外迴路控制來得快，換句話說，內迴路電流控制的時間常數(time constant)τi需要遠小於
外迴路電壓控制的時間常數τv
v 10 i
τ ≥ τ (3.6)
根據329H(3.6)式的設計準則，並給定濾波器參數為Lf =0.2mH及Cf =1000μF[136H7]，設計 出的系統參數列於330H表3.1
Kpi 2
K ii 20 Lf 0.2mH
τi 0.2ms
Kpv 0.8
K iv 10 Cf 1000μF
τv 2.5ms
表3.1：DVR 使用同步旋轉座標下解耦雙迴路 PI 控制的系統參數 由331H表3.1 設計出的系統，其開迴路之轉移函數Go l. .( )s 如下
6 2 7 9
. . 4 4 3 5 2
8 10 18 10 10
( ) 10 10
o l
s s
G s
s s s
× + × +
= + + (3.7)
此型態 2 系統之開迴路極點位於0, 0, 10, 9990− − ，零點位於−10, 12.5− 。系統開迴路波 德圖如332H圖3.3 所示，圖中顯示系統具有很高的低頻增益，相位邊限(phase margin)為84.5°， 增益邊限(gain margin)無限大。
越量 ingle line-to 度不相等， o-ground fa
這種驟降 障(line-to-li 壓驟降(uns