統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)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(jìn)程的加快，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)和負(fù)荷組成日益復(fù)雜化、多樣化，電壓和電流問題往往相伴出現(xiàn)在配電系統(tǒng)中，如何保證并改善電能質(zhì)量，已成為電力研究領(lǐng)域亟需解決的關(guān)鍵難題之一。統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器（UPQC）是一種具有綜合補償能力的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置，其以電力電子技術(shù)為基礎(chǔ)，兼具動態(tài)電壓恢復(fù)、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(zhì)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?fù)浣Y(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，推導(dǎo)了三相靜止坐標(biāo)系下分別基于開關(guān)函數(shù)和占空比描述的數(shù)學(xué)模型，特別的，為方便控制器設(shè)計，基于狀態(tài)空間平均理論建立了同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)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(nèi)部功率流，獲取內(nèi)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(shù)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(wǎng)畸變

3、和不平衡狀態(tài)下能夠準(zhǔn)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(jié)果影響的基礎(chǔ)上，從修正同步旋轉(zhuǎn)變換中參考角度出發(fā)進(jìn)行硬件延時補償，并通過增加一個內(nèi)反饋環(huán)來補償LPF的計算延時。
　　再次，針對系統(tǒng)數(shù)學(xué)模型中的耦合現(xiàn)象分別在兩相靜止坐標(biāo)系和兩相同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)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(diào)控制，將電網(wǎng)電流和負(fù)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(jié)構(gòu)控制方法進(jìn)行補償量跟蹤，結(jié)合電壓、電流補償單元的不同特點，將電壓補償單元轉(zhuǎn)化為解耦的逆系統(tǒng)處理，分別選取不同的滑模面，設(shè)計相應(yīng)滑?？刂破鳎ζ浞€(wěn)定性條件進(jìn)行界定，研究結(jié)果表明，基于滑模變結(jié)構(gòu)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(gòu)成的超級電容儲能型電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器。針對電網(wǎng)斷電