統(tǒng)一電能質量調節(jié)器檢測與補償控制策略研究.pdf

1、隨著工業(yè)化和信息化進程的加快，電網結構和負荷組成日益復雜化、多樣化，電壓和電流問題往往相伴出現在配電系統(tǒng)中，如何保證并改善電能質量，已成為電力研究領域亟需解決的關鍵難題之一。統(tǒng)一電能質量調節(jié)器（UPQC）是一種具有綜合補償能力的電能質量調節(jié)裝置，其以電力電子技術為基礎，兼具動態(tài)電壓恢復、諧波電流和無功功率補償能力，可同時滿足配電系統(tǒng)中對電壓和電流質量問題的抑制需求，具有廣闊的發(fā)展前景和實用研究價值。
　　首先，本文在無中線三相三線

2、制UPQC拓撲結構基礎上，推導了三相靜止坐標系下分別基于開關函數和占空比描述的數學模型，特別的，為方便控制器設計，基于狀態(tài)空間平均理論建立了同步旋轉坐標系下的低頻模型；對比分析正弦、非正弦條件和瞬時功率理論中功率定義的異同點，并基于瞬時功率理論計算UPQC內部功率流，獲取內部有功和無功潮流圖。
　　其次，針對硬件鎖相環(huán)和軟件鎖相環(huán)存在的缺陷，基于虛擬正余弦函數表和低通濾波器，提出一種簡化的無鎖相環(huán)UPQC補償量檢測算法，在電網畸變

3、和不平衡狀態(tài)下能夠準確計算出補償量，并減少DSP計算量；在分析硬件延時對補償量檢測結果影響的基礎上，從修正同步旋轉變換中參考角度出發(fā)進行硬件延時補償，并通過增加一個內反饋環(huán)來補償LPF的計算延時。
　　再次，針對系統(tǒng)數學模型中的耦合現象分別在兩相靜止坐標系和兩相同步旋轉坐標系下對電壓、電流補償單元采用完全解耦和不完全解耦PI控制；針對PI控制存在的諸多缺陷，并考慮電壓、電流補償單元的協(xié)調控制，將電網電流和負荷電壓分別看作電壓和電流

4、補償控制中的不確定，采用具有強魯棒性能的滑模變結構控制方法進行補償量跟蹤，結合電壓、電流補償單元的不同特點，將電壓補償單元轉化為解耦的逆系統(tǒng)處理，分別選取不同的滑模面，設計相應滑?？刂破?，并對其穩(wěn)定性條件進行界定，研究結果表明，基于滑模變結構控制的UPQC具有很好的補償效果和魯棒性能。
　　最后，為拓展傳統(tǒng)UPQC功能，使其具備UPS特征，提出一種由傳統(tǒng)UPQC和超級電容儲能系統(tǒng)共同構成的超級電容儲能型電能質量調節(jié)器。針對電網斷電