統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器(UPQC)的分析及其控制策略的研究.pdf

1、隨著經(jīng)濟(jì)和社會的迅速發(fā)展，電能質(zhì)量問題引起人們越來越多的關(guān)注，用戶對于高質(zhì)量電能的需求也越發(fā)高漲。對于電能質(zhì)量的控制問題，是涉及電力系統(tǒng)、電力電子、自動控制理論、電氣自動化技術(shù)等眾多領(lǐng)域的重要課題。統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器(UPQC)能同時(shí)滿足電網(wǎng)及用戶對于多種電能質(zhì)量問題的補(bǔ)償要求。UPQC既能補(bǔ)償由于負(fù)載引起的電流諧波和無功，也能夠補(bǔ)償抑制系統(tǒng)電源電壓的跌落、驟升、畸變等，是用戶電力技術(shù)的新發(fā)展和前沿課題之一。本文針對UPQC及其檢測控制

2、技術(shù)展開研究。
　　第一章主要介紹了課題研究的背景、意義，并對文章主要研究內(nèi)容的進(jìn)行概括。首先對電能質(zhì)量問題包含的幾個(gè)方面進(jìn)行闡述，說明其原因和危害。接著總結(jié)了現(xiàn)今基于電力電子器件的電能質(zhì)量補(bǔ)償控制技術(shù)的發(fā)展情況。
　　第二章主要是對統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器的主電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行展開研究。首先介紹了基于UPQC為核心的電能質(zhì)量控制中心的概念和基本組成結(jié)構(gòu)，接著給出UPQC的主流和延伸出的多種電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)并說明其工作原理。最后對于UP

3、QC的最新發(fā)展結(jié)果，用于連接不同配電線路的多換流器式統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行描述，在此基礎(chǔ)上對其串聯(lián)側(cè)換流器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，增加故障電流功能。
　　第三章針對統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器現(xiàn)有的電流與電壓畸變量檢測方法進(jìn)行研究。在簡要敘述幾種常用檢測算法的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)分析了基于瞬時(shí)無功功率理論的ip-iq檢測法和基于PARK變換的諧波檢測算法。對于基于PARK變換的諧波電壓電流檢測法的原理和在UPQC中的實(shí)現(xiàn)方法進(jìn)行了詳細(xì)介紹。最后在

4、Maltab軟件中搭建模型，在對基于PARK變換的諧波檢測法進(jìn)行仿真的基礎(chǔ)上，給出了比較結(jié)果并進(jìn)行分析。
　　第四章針對統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器串并聯(lián)側(cè)現(xiàn)有的PWM跟蹤控制策略進(jìn)行研究。分別對并聯(lián)側(cè)和串聯(lián)側(cè)采用的跟蹤控制算法進(jìn)行研究，其中對串聯(lián)側(cè)采用的基于三角載波PWM控制的技術(shù)進(jìn)行改進(jìn)，提出了基于自適應(yīng)三角載波的PWM跟蹤控制方式，并進(jìn)行分析。在Matlab軟件中搭建UPQC系統(tǒng)模型進(jìn)行仿真比較。對改進(jìn)的串聯(lián)側(cè)換流器的故障限流和動態(tài)電

5、壓恢復(fù)控制策略進(jìn)行了詳細(xì)的分析和說明，在Matlab中搭建多換流器式UPQC的系統(tǒng)模型，對其補(bǔ)償功能和增加的故障限流功能進(jìn)行仿真研究。
　　第五章在前文理論分析和仿真研究的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)UPQC并聯(lián)側(cè)APF的試驗(yàn)樣機(jī)并進(jìn)行試驗(yàn)研究。通過理論計(jì)算、仿真分析和實(shí)驗(yàn)測試，確定了并聯(lián)側(cè)逆變器功率器件、連接電感、直流側(cè)電容等器件參數(shù)和要求，探討了控制電路的硬件和軟件設(shè)計(jì)。最后給出了幾組試驗(yàn)結(jié)果說明并聯(lián)側(cè)的運(yùn)行效果并分析，為今后UPQC裝置的設(shè)