基于UPQC改善微網(wǎng)電能質(zhì)量策略研究.pdf

1、為應(yīng)對能源危機(jī)、優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)，近年來微電網(wǎng)得到了迅速發(fā)展，與微電網(wǎng)相關(guān)的一系列關(guān)鍵技術(shù)成為研究的熱點(diǎn)，微電網(wǎng)電能質(zhì)量分析與控制則是其中的關(guān)鍵技術(shù)之一。由于微網(wǎng)系統(tǒng)本身的特殊性，其電能質(zhì)量不僅與內(nèi)部分布式電源、儲能裝置和負(fù)荷的運(yùn)行特性有關(guān)，而且還與外部相連的配電網(wǎng)存在交互影響?；谖⒕W(wǎng)電能質(zhì)量的特點(diǎn)，本文采用統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器(UPQC)對微網(wǎng)電能質(zhì)量進(jìn)行綜合治理，主要圍繞基于UPQC改善微網(wǎng)電能質(zhì)量的檢測和控制策略兩方面展開研究。

2、>　　首先介紹了基于UPQC的微網(wǎng)系統(tǒng)基本結(jié)構(gòu)，對UPQC混合儲能單元的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，分別建立了UPQC串聯(lián)單元、并聯(lián)單元和混合儲能單元的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)一步闡述了基于UPQC改善微網(wǎng)電能質(zhì)量的工作原理和控制目標(biāo)。
　　其次研究了UPQC輸出指令電壓、電流信號的檢測方法。針對傳統(tǒng)鎖相環(huán)(PLL)在配電網(wǎng)電壓不平衡和畸變情況下難以適用的缺點(diǎn)，本文分別研究了基于Park變換和基于諧振控制的兩種無鎖相環(huán)指令電壓檢測方法。針對數(shù)字系統(tǒng)的

3、固有延時(shí)，本文研究了基于自適應(yīng)預(yù)測的指令電流檢測方法，通過改進(jìn)變換矩陣C，提出了一種適用于微網(wǎng)負(fù)載三相不對稱且含有任意諧波分量的分次補(bǔ)償畸變指令電流檢測法，分別從穩(wěn)態(tài)精度和動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度兩方面對全補(bǔ)償畸變指令電流的直接預(yù)測法和間接預(yù)測法進(jìn)行了對比研究。針對間歇性電源引起的微網(wǎng)功率波動(dòng)，本文研究了該功率波動(dòng)對PCC點(diǎn)電壓質(zhì)量的影響機(jī)理。通過Matlab/Simulink仿真驗(yàn)證了所述指令信號檢測方法的有效性。
　　最后研究了基于UPQ

4、C改善微網(wǎng)電能質(zhì)量的多目標(biāo)控制策略。為提高UPQC串聯(lián)單元在配電網(wǎng)發(fā)生短時(shí)電壓浪涌或深度電壓跌落時(shí)的補(bǔ)償效果，本文研究了基于自適應(yīng)三角載波的電壓跟蹤控制策略，同時(shí)通過UPQC串聯(lián)單元對直流側(cè)電容進(jìn)行均壓控制。為減小主從控制結(jié)構(gòu)中微網(wǎng)運(yùn)行方式切換時(shí)引起的暫態(tài)電壓和電流沖擊，本文研究了具有主電源和電能質(zhì)量治理雙重功能的UPQC并聯(lián)單元平滑切換控制策略和并網(wǎng)預(yù)同步控制策略，通過在同一個(gè)電流環(huán)增量式PI調(diào)節(jié)器中加入指令值補(bǔ)償策略，保證了切換前后

5、電流指令值的連續(xù)性，提出以調(diào)節(jié)基準(zhǔn)相位為目標(biāo)的并網(wǎng)相位預(yù)同步控制，以實(shí)現(xiàn)微網(wǎng)平滑并網(wǎng)。為平抑微網(wǎng)功率波動(dòng)，改善PCC點(diǎn)電壓質(zhì)量，本文分別研究了混合儲能單元兩個(gè)雙向DC/DC變換器的雙環(huán)控制策略，根據(jù)超級電容和蓄電池的不同特點(diǎn)，設(shè)計(jì)了既能發(fā)揮儲能元件各自優(yōu)勢，又能控制儲能元件運(yùn)行在安全區(qū)間的混合儲能單元能量管理方法，以延長儲能元件使用壽命，提高平抑效果。
　　為驗(yàn)證本文所述控制策略的有效性，在Matlab/Simulink環(huán)境下搭建