統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器畸變量檢測及跟蹤控制策略研究.pdf

1、隨著時代的進步，電能在社會生產(chǎn)和人們的日常生活中發(fā)揮的作用越來越大。隨著多元化負荷的不斷使用，由非線性負載引起的電能質(zhì)量問題不斷增多;與此同時，隨著新興電子設備的不斷出現(xiàn)，人們對電能質(zhì)量的要求不斷提高，高質(zhì)量的電能已經(jīng)成為時代的需求。因此，能夠同時處理多種電能質(zhì)量問題的統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器(Unified Power Quality Conditioner, UPQC)，得到越來越多人的關注與研究。
　　本文首先對當前電能質(zhì)量問題產(chǎn)

2、生的原因、類型、危害及改善電能質(zhì)量的電力電子裝置的特點進行了詳細介紹;進而深入分析了UPQC各模塊的工作機理及出現(xiàn)常見電壓變化時系統(tǒng)內(nèi)部功率流動的情況，并基于開關函數(shù)對UPQC的串聯(lián)側(cè)電壓補償模塊、并聯(lián)側(cè)電流補償模塊、直流側(cè)儲能模塊建立了數(shù)學模型，作為后文檢測算法和控制策略的數(shù)學依據(jù)。最后對UPQC的兩個重要環(huán)節(jié)，同時也是本文的研究重點——畸變量檢測與補償量跟蹤控制進行了全面的分析。UPQC的畸變量檢測包括電網(wǎng)電壓畸變量檢測和電網(wǎng)電流畸

3、變量檢測。基于瞬時無功功率的p-q法和ip-iq法的電流畸變量檢測算法，在電網(wǎng)電壓發(fā)生畸變的情況下，不能準確的檢測電流畸變量。UPQC的電壓畸變量和電流畸變量檢測必須在統(tǒng)一的基準下同時檢測，才能確保UPQC的電壓補償與電流補償同步。鑒于此，重點分析了改進的p-q畸變量綜合檢測算法和基于同步旋轉(zhuǎn)坐標變換的畸變量綜合檢測算法，這兩種算法均能同時準確地檢測出電壓畸變量與電流畸變量。UPQC的補償量跟蹤控制包括補償電壓跟蹤控制和補償電流跟蹤控制

4、。本文首先分析了滯環(huán)控制與電壓空間矢量控制，鑒于滯環(huán)控制存在開關頻率不固定及三相電壓電流分別控制易引起相間干擾的缺點，給出了兩種分別適用于UPQC串聯(lián)側(cè)電壓補償和UPQC并聯(lián)側(cè)電流補償?shù)幕陔妷嚎臻g矢量的補償量跟蹤控制策略。串聯(lián)側(cè)電壓補償模塊是通過控制電壓量來補償電壓量，為線性約束關系，在每個開關周期內(nèi)選用UPQC串聯(lián)側(cè)變流器輸出的兩個非零電壓矢量，通過控制各自的有效作用時間，精確合成補償電壓矢量。并聯(lián)側(cè)電流補償模塊是通過調(diào)節(jié)電壓量來控

5、制補償電流量的變化率，為非線性約束關系，采用在每個開關周期內(nèi)，在UPQC并聯(lián)側(cè)變流器輸出的電壓矢量中，選擇一個最優(yōu)電壓矢量。同時，為了提高工作效率，先把補償電流與指令電流的差值通過恒頻滯環(huán)過濾，只有在差值大于環(huán)寬的情況下，才啟動基于電壓空間矢量的電流補償，否則并聯(lián)側(cè)變流器各開關管保持上一個開關周期狀態(tài)工作。通過PSIM9.0，對控制策略進行了仿真，仿真結(jié)果證明該控制策略對于UPQC是有效的。本文最后對UPQC實驗平臺的基本硬件電路進行了