基于UPQC改善微網(wǎng)電能質(zhì)量策略研究.pdf

1、為應對能源危機、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，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、儲能裝置和負荷的運行特性有關(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，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混合儲能單元的拓撲結(jié)構(gòu)進行了研究，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)學模型，進一步闡述了基于UPQC改善微網(wǎng)電能質(zhì)量的工作原理和控制目標。
　　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，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，本文研究了基于自適應預測的指令電流檢測方法，通過改進變換矩陣C，提出了一種適用于微網(wǎng)負載三相不對稱且含有任意諧波分量的分次補償畸變指令電流檢測法，分別從穩(wěn)態(tài)精度和動態(tài)響應速度兩方面對全補償畸變指令電流的直接預測法和間接預測法進行了對比研究。針對間歇性電源引起的微網(wǎng)功率波動，本文研究了該功率波動對PCC點電壓質(zhì)量的影響機理。通過Matlab/Simulink仿真驗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)量的多目標控制策略。為提高UPQC串聯(lián)單元在配電網(wǎng)發(fā)生短時電壓浪涌或深度電壓跌落時的補償效果，本文研究了基于自適應三角載波的電壓跟蹤控制策略，同時通過UPQC串聯(lián)單元對直流側(cè)電容進行均壓控制。為減小主從控制結(jié)構(gòu)中微網(wǎng)運行方式切換時引起的暫態(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)預同步控制策略，通過在同一個電流環(huán)增量式PI調(diào)節(jié)器中加入指令值補償策略，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)基準相位為目標的并網(wǎng)相位預同步控制，以實現(xiàn)微網(wǎng)平滑并網(wǎng)。為平抑微網(wǎng)功率波動，改善PCC點電壓質(zhì)量，本文分別研究了混合儲能單元兩個雙向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，設計了既能發(fā)揮儲能元件各自優(yōu)勢，又能控制儲能元件運行在安全區(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。
　　為驗證本文所述控制策略的有效性，在Matlab/Simulink環(huán)境下搭建