一种单相无隔离变压器UPQC的控制策略研究

本文针对直流母线中点接入交流电网的单相半桥结构无隔离变压器统一电能质量调节器(UPQC)拓扑,分析了其系统功率流动和直流母线工频纹波产生机理,提出了一种改进的串并联协同控制策略。通过解耦控制,使得该拓扑串联侧补偿电压暂降,并联侧补偿电流谐波同时抑制直流母线电压工频脉动。并给出了该拓扑直流母线电容设计选型依据。最后通过仿真和实验,验证了所提设计和控制策略的有效性。     

基于并联型电压源变换器的统一电能质量控制器

传统统一电能质量控制器（UPQC）难以有效解决大幅度电压跌落问题,并且串并联侧存在耦合,控制相对复杂。为此,本文提出一种基于并联型电压源变换器的UPQC方案,能够克服传统UPQC的不足。新型UPQC拓扑由两个独立并联电压源型变换器组成,分别实现有源电力滤波器（APF）和动态电压恢复器（DVR）功能。提出了APF单元与DVR单元投切策略,针对DVR单元的控制,提出了基于DVR直流侧电压的分段式控制策略,给出了DVR直流侧电容器容量计算方法。研制了50 kVA样机,并通过第三方专业机构实验检测,检测结果验证了新型UPQC方案的可行性和有效性。     

一种无隔离环节的三相统一电能质量控制器

提出了一种新型三相统一电能质量控制器(UPQC)的拓扑结构及其相应控制策略.与传统UPQC相比,它特殊的拓扑设计本身就可避免交流短路和直流电容直通故障,因而无需引入变压器等隔离环节,且仍可保证串并联单元之间的能量流动.基于这种拓扑结构,文中又详细阐述其串并联单元相应的控制策略,使之能够实现传统三相UPQC的各项功能.最后给出PSCAD/EMTDC软件的仿真结果,验证了所提出的拓扑和控制策略的有效性.     

非隔离单相半桥UPQC直流纹波分析及其影响抑制

非隔离单相半桥统一电能质量调节器(UPQC)两侧变换器的脉动功率差将在直流电容及分电容上产生复杂的多倍频电压纹波,各次电压纹波会对串联侧变换器的补偿电压有不同的影响,降低串联侧变换器的补偿效果。为了抑制直流电压纹波影响,利用等效电容电流模型计算直流电容电压表达式,分析直流纹波及非线性负载对补偿电压的影响路径,并仿真验证其正确性。针对分电容电压纹波和非线性负载对电压补偿效果的影响,提出一种抑制多倍频纹波影响的补偿电压特定次谐波控制策略。最后,基于SiC器件建立了非隔离单相半桥UPQC实验平台进行实验验证,实验结果表明在非线性工况下,所提控制策略将补偿电压THD从12.2%降低至2.4%,相比于传统控制可以减少约70%的直流电容需求。     

低压三相统一电能质量调节器的研制

针对三相四线制低压供电系统电压波动和非线性谐波电流污染的特点,设计了一种能够解决多种复杂电能质量问题的统一电能质量调节器(UPQC).该系统采用了模块化设计的思路,采用高频隔离DC/DC代替工频隔离变压器,可实现并联侧谐波电流的精确补偿及串联侧电压跌落、谐波电压的快速补偿特性.此处给出了不同组成部分的控制策略,并通过实验验证了该拓扑结构的可行性和有效性.     

基于情感智能控制器的统一电能质量调节器

为解决统一电能质量调节器(Unified Power Quality Conditioner,UPQC)直流侧电压稳定控制问题,提出一种基于大脑情感学习的智能控制器(Brain Emotional Learning Based Intelligent Controller,BELBIC)新型控制策略。基于背靠背脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)变流器结构的UPQC电路系统,采用开关函数描述方法建立并联补偿控制和串联补偿控制电路的数学模型。根据大脑情感学习(Brain Emotional Learning,BEL)计算模型的结构特点和作用机理,提出基于BELBIC智能控制的UPQC系统多目标控制框图。仿真及实验结果表明可以实现电流和电压的补偿输出,直流侧电压稳定,系统具有良好的动静态特性,验证了所提方法的正确性和有效性。     

统一电能质量控制器的无功功率协调控制策略

提出统一电能质量控制器(Unified Power Quality Controller,UPQC)串并联换流单元共同协调控制无功功率的策略,该控制策略简化了电压矢量计算方法,引入了闭环控制使得串联换流器承担理想的无功功率,利用UPQC串联换流单元的容量补偿无功功率扩大了UPQC整体无功运行范围,解决了容量利用率低的问题,仿真验证了该方法的有效性。     

基于改进d-q-0变换的UPQC中串联变流器研究

用于配电系统中的三相四线制统一电能质量控制器(Unified Power Quality Conditioner,简称UPQC)是为了解决敏感用户端供电电压的电能质量问题和用户侧电能质量问题而研制的一种功能全面的有源电力滤波器(APF).重点研究了UPQC中串联部分电压畸变的检测方法以及控制策略,并通过实验对常见的电压跌落进行补偿.结果表明检测方法是正确、有效的.     

一种串联侧三相解耦型统一电能质量控制器

传统模块化多电平变换器统一电能质量控制器(MMC-UPQC)的串联部分采用单变换器和三个单相耦合变压器,三个单相耦合变压器在变换器侧成星形联结。该结构使UPQC装置的无法补偿包含有零序分量的电压暂升/暂降。为此提出了拓扑结构改良的MMC-UPQC以改善UPQC的电压暂升/暂降能力。新拓扑MMC-UPQC串联部分采用等效串联的双变换器和三个单相耦合变压器,三个变压器在变换器侧无直接联结,串联部分实现了串联侧的三相解耦。文中分析了新拓扑MMC-UPQC改善电压暂升/暂降补偿能力和提高系统安全性、可靠性的原理。通过仿真研究,验证了新拓扑结构MMC-UPQC的正确性。与传统MMC-UPQC相比,新拓扑结构MMC-UPQC可补偿同时包含正序、负序和零序分量的电压暂升/暂降,并从减小串联变换器交流电流、降低公共直流侧电压和变换器级的冗余运行三方面可提高系统的安全性和可靠性。所提出的新拓扑结构MMC-UPQC适用于大功率应用场合。     

统一电能质量调节器控制策略及仿真

通过对统一电能质量调节器(UPQC)电路拓扑的稳态功率进行详细分析,并与基于传统控制策略下UPOC所需容量进行一系列比较,提出一种基于串联侧无有功注入的新型控制策略.该控制策略根据相应的负载功率因数角、电压跌落程度决定串联侧补偿电压的幅值,在特定补偿电压注入角情况下,使得串联侧不消耗任何有功,同时能够减小并联侧无功补偿容量.该控制策略不仅能完成电网电压跌落补偿、谐波治理、负载无功补偿和输入功率因数校正,且在串联侧不消耗任何有功的情况下降低整个UPQC的补偿容量.为了克服滞环控制的不足,串联侧采用恒频滞环来保持开关频率的稳定.仿真结果验证了理论分析的正确性与可行性.     

基于直流隔离单元的单相统一电能质量控制器

本文提出了一种新型的单相统一电能质量调节器拓扑结构,该结构采用直流单元多组电容并联的方法来进行系统和装置间的隔离以取代传统的变压器隔离的方法。文中分析了这种结构的直流储能单元功率传递的原理,给出了参数设计的基本方法。给出了该装置并联单元、串联单元及直流单元的控制方法。文末给出了该拓扑的统一电能质量调节器的仿真及实验结果,证明了该拓扑的实用性和控制方法的有效性。     

一种新型的单相统一电能质量调节器

介绍了电能质量问题的分类以及相应的电能质量调节装置,简单说明了统一电能质量调节器拓扑结构和功能。在此基础上提出了一种新型的单相统一电能质量调节器的结构,该结构采用直流单元多组电容并联的方法来进行系统和装置间的隔离以取代传统的变压器隔离的方法。分析了这种结构的直流储能单元参数的设计和基本的控制方法,给出了该装置确定串联参考电压和并联参考电流的方法。最后给出了基于该拓扑的统一电能质量调节器的仿真结果,很好地证明了该拓扑的实用性和控制方法的有效性。     

一种基于新型控制策略的统一电能质量控制器

提出一种新型的统一电能质量控制器UPQC(Unified Power Quality Controller)控制策略：串联有源滤波器作为电流源,直接控制电网流入的电流为基频同步正弦电流;并联有源滤波器作为电压源．直接控制负载电压为标准基频同步电压;不必计算电压和电流的补偿量,只需锁定电网电压相位,利用能量平衡实现电流幅值的自动调节。目标电压幅值恒定,省去了繁琐计算,简化了电路。介绍了UPQC的结构原理、控制原理以及控制器的实现。最后通过仿真试验验证了该控制策略的有效性。     

统一电能质量控制器的研究

讨论了一种统一电能质量控制器的拓扑结构,介绍了它的工作原理、补偿指令的产生方法和控制策略。其中串联有源电力滤波器被控制为电压源,并联有源电力滤波器被控制为电流源,使得负载电压为正弦电压,电网输入电流为正弦电流。在理论分析的基础上,应用MATLAB6.5软件对三相三线系统进行了仿真研究,结果表明统一电能质量控制器可有效地补偿电网侧和负载侧产生的多种电能质量问题。     

并联直流有源电力滤波器的数字控制

在分析直流有源电力滤波器(DCActivePowerFilter)基本原理的基础上,介绍了基于TMS320LF2407A型DSP芯片的全数字并联直流有源电力滤波器。详细分析了数字控制式直流有源电力滤波器的特点,重点阐述了数字控制系统的硬件结构和软件程序流程设计,并对数字控制的直流有源电力滤波器进行了实验研究,验证了直流有源电力滤波器的滤波性能。     

三相四线制下UPQC的研究

目前对统一电能质量控制器（UPQC）的研究主要集中在三相三线制系统中。然而,采用三相三线制主电路的UPQC无法消除零线电流,导致零线电流流入电网而造成污染。文章设计了一种三相四线制统一电能质量控制器（UPQC）,主电路采用引出直流侧中点三桥臂的结构方式,解决了负载的零线电流问题。详细介绍了它的工作原理、补偿分量的检测方法和UPQC的控制方法。利用MATLAB对该系统进行了仿真,结果表明该三相四线UPQC能够对电网侧和负载侧的电能质量进行综合补偿,且具有良好的补偿性能。     

有源电力滤波器仿真研究

叙述了有源电力滤波器APF(Active Power Filter)的基本原理,分别介绍了组成APF的谐波和无功电流检测电路、补偿电流发生电路的构成和功能,在此基础上,介绍了常用的APF的谐波和无功电流检测方法、补偿电流控制方法和直流侧电压控制方法。为了验证APF的补偿功能同时加深对其控制方法的认识和理解,用Matlab 6.5/Simulink下的SimPower Systems Blockset对整个三相并联电压型APF系统进行了仿真研究。仿真结果表明,电压空间矢量脉宽调制SVPWM(Space VectorPulse Width Modulation)控制的APF能对负载电流中的谐波和无功分量进行快速精确的补偿。     

统一电能质量调节器并联侧APF谐波检测技术

研究了统一电能质量调节器(UPQC)并联侧有源电力滤波器(APF)的4种谐波电流检测技术,包括ip-iq法、傅里叶分解法、自适应法和FBD法等,比较了各自的优缺点和适用场合。对FBD法和ip-iq算法的一致性问题进行深入分析。通过Matlab/Simulink软件对UPQC系统并联侧APF的谐波检测技术和UPQC整体功能进行了仿真研究。在实验室条件下搭建UPQC实验平台,对系统并联侧运行和控制情况进行实验研究。结果表明,对UPQC并联侧所采用的谐波电流检测算法和电流跟踪控制算法是正确并可行的。     

一种新型有源滤波器控制方法--单周控制

介绍了单周控制的基本原理,详细叙述了单周控制的两种调制方法,对两种方法进行了比较,并分析了电网侧产生电流直流分量的原因。分析结果表明,单极调制能有效地抑制直流分量。是今后有源滤波器控制的发展方向。