通用电能质量控制器的双向多种补偿功能及其实验研究

随着越来越多的电力电子设备投入使用，电能质量问题日益严重。本文研究的基于双变流器结构的通用电能质量控制器可以对来自电网侧和来自负载侧这两个方向上的多种电能质量问题进行补偿，文章对其系统结构、工作原理、以及实现双向多种补偿功能的控制方法进行了探讨和分析，最后通过充分的实验验证了该电能质量控制器双向多种补偿功能的单独运行和同时实现。     

UPQC的双向多功能补偿特性及其实验研究

随着电网中越来越多非线性负载的投入使用,电能质量问题日益严重。本文研究了基于双变流器结构的通用电能质量控制器,它具有能对来自电网侧和来自负载侧两个方向上的多种电能质量问题进行补偿的特性。文章对其系统结构、工作原理及实现双向多种补偿功能的控制方法进行了探讨和分析,并通过充分的实验分析,验证了该电能质量控制器双向多种补偿功能的单独运行和同时实现。     

双变流器结构通用电能质量控制装置的仿真及实验

研究了一种双变流器结构的通用电能质量控制装置,详细介绍了其工作原理、补偿指令的产生方法和控制方法,在所建立的计算机仿真模型上对其进行了仿真验证,重点是在所建立的实验装置上针对各种电能质量问题对其补偿性能进行了研究。研究结果表明,该电能质量控制装置可有效地补偿电网侧和负载侧产生的多种电能质量问题。     

通用电能质量控制器的数字化统一控制系统

文章介绍了通用电能质量控制器的一种统一控制系统及其基于DSP的数字化实现。首先简介采用双变流器结构的通用电能质量控制器的结构和基本原理，提出对其串联变流器和并联变流器进行统一控制的方法，以及对实现控制系统的要求，据此确定控制系统硬件结构，随后介绍硬件配置的特点和软件的具体实现，最后给出了实验波形。实验表明，该控制系统满足通用电能质量控制器的实时控制要求，通用电能质量控制器的控制性能良好。     

T型三电平PCS电能质量辅助治理控制策略

储能变流器(PCS)是储能介质与电网或负荷的接口,主要承担储能介质与电网或负荷的能量交换.为提高PCS的利用率,解决非线性以及不平衡负荷对电网电能质量造成的不良影响,提出一种混合坐标系下基于比例积分(PI)+矢量PI(VPI)的电能质量辅助治理控制策略.在同步旋转坐标系下,通过PI控制器实现基频有功功率、无功功率的控制,而VPI控制器实现不平衡负荷下的负序电流补偿;在两相静止坐标系下,通过VPI控制器实现各次谐波及其不平衡分量的分频补偿.实验结果证明PCS的电能质量辅助治理控制策略可有效改善电网电能质量.     

基于无功功率流的UPQC协调控制策略

针对统一电能质量调节器UPQC常规控制中,其串并联变流器功能相对独立、利用率低的问题,提出基于无功功率流的UPQC协调控制策略。应用所设计的UPQC系统结构,协调分配UP-QC串并联变流器的无功功率输出,控制串联变流器输出电压向量垂直相应的电流向量,控制并联变流器输出电流向量垂直相应的电压向量,有效消除了有功环流的影响。特别针对电网侧没有电能质量问题时,控制串联变流器继续输出无功功率,充分发挥两变流器的无功补偿功能。理论推导UPQC系统功率流的关系,并仿真实验分析提出的控制策略,结果表明该控制策略解决电能质量问题的同时,实现了UPQC串并联变流器功率的合理分配。     

基于无功与负序对称解耦的RUPQC最优补偿策略

针对牵引变电站电能质量负序、无功综合补偿问题,提出了负序剩余度的矢量定义.在此基础上建立铁道统一电能质量控制器(RUPQC)综合补偿数学模型并得到综合补偿解,指出负序剩余度的相角差为RUPQC综合补偿解增加了1个自由度,对补偿装置容量具有优化作用并给出优化条件.然后提出适于平衡牵引变压器的负序与无功分量对称解耦方法,得到RUPQC在特定功率容限下无功优先的负序补偿最优解析解.数值计算结果表明,采用该策略在满足全负荷范围电能质量治理目标的同时可获得综合最优补偿效果.电磁暂态仿真表明该控制策略正确、有效.     

新型电能质量控制装置可行性研究

针对配电网的电能质量及短路电流问题,提出一种新型电能质量控制装置(a Novel Power Quality Controller),可实现对电网电压暂升、暂降、三相电压不平衡和短路故障限流的功能。分析了NPQC中并联变流器与串联变流器的PWM控制方式和反并联晶闸管的短路控制方式;研究了NPQC的电压质量补偿特性和限流特性;描述了NPQC在电压质量补偿状态与短路故障限流状态下的能量流动。最后通过仿真分析验证了新型电能质量控制装置的可行性。     

基于多功能储能变流器的微电网电能质量综合补偿策略

为提高储能系统的利用率,改善微电网与电网并联运行下的电能质量,本文首先在分析非线性、敏感性负荷模型特征对并网点电压谐波分量扰动的基础上,提出了一种基于多功能储能变流器(power conversion system,PCS)的微电网电能质量综合补偿策略,在不改变储能变流器运行状态的前提下,结合多目标补偿电流的生成原理,利用PCS闲置容量快速并精确地选择性补偿谐波、无功及不平衡电流,以实现对并网电流补偿分量在畸变电压干扰下的输出电流控制,最后,搭建含储能装置的微电网系统,并对所提出的控制策略进行相关实验,结果表明其具有较好的电能质量治理能力.     

串联型电能质量控制器全数字控制系统的研制

串联型电能质量控制器是一种可以有效提高用户端供电质量的电力电子装置.本文应用数字信号处理器(Digital Signal Processor-DSP)设计并实现了串联型电能质量控制器的全数字实时控制.实验结果表明所研制的数字控制系统硬件、软件结构设计合理,控制算法快速有效,而其控制的串联型电能质量控制器具有良好的电能质量控制性能.     

双电源交错备用型通用电能质量控制器

传统的通用电能质量控制器(GPQC)直流侧如果没有储能装置,则无法实现不间断供电;即使直流侧装设储能装置,蓄电池储能或超级电容器储能都存在补偿时间、补偿容量及使用寿命均有限等问题。为此提出了一种由两个并联变换器和两个串联变换器构成(每一个并联变换器和串联变换器都通过一个直流电容交错的连接在一起)的新双电源交错备用型通用电能质量控制器(DPS-GPQC)和一种简单有效的控制策略。DPS-GPQC能够同时补偿电网谐波电压、电压跌落和上升、电压中断、三相电压不平衡、谐波电流及无功电流,且能够实现两个不同电源之间能量的交错备用。基于MATLAB/SIMULINK的仿真结果表明了DPS-GPQC良好的性能和所提控制策略的有效性。因此,所提结构既能同时解决两个不同系统的大多数电能质量问题,又可以有效提高电力系统的供电可靠性。     

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。     

具有谐波抑制功能的电网电能质量最优控制方法

电网运行过程中容易受谐波干扰,造成电压畸变、网损过度.为此,提出具有谐波抑制功能的电网电能质量最优控制方法,优化电网电能质量的同时有效抑制谐波干扰.采用分层控制策略,初级控制采用多目标电压无功谐波优化算法获取电压差异数据、电压不稳定性数据、网络损坏率数据、电网谐波数据优化电网电压输出,同时采用模糊PI控制器完成复合电流...     

复合电流质量调节装置仿真与实验研究

对一种大容量复合电流质量调节装置进行了深入研究,基于模块化的思想,提出一种新型的主电路拓扑结构,主电路由基波补偿模块和谐波补偿模块组成,基波模块由多个H桥组成链式结构,用以提高基波补偿容量,减小输出电压谐波含量;谐波模块由单个H桥构成,其交流侧跨接在基波连接电感两端,可以减小谐波模块的电压等级和容量。给出了装置的控制策...     

Extensive Application of UPQC-L for a Dual Point of Common Coupling System with Multiple Loads under Unbalanced Source Condition

Abstract—This paper presents a synchronous reference frame (SRF)-based power angle control (PAC) approach for a specific unified power quality conditioner (UPQC) arrangement, termed as UPQC-L for dual point of common coupling system under unbalanced source voltage condition. In contrast to a conventional configuration of UPQC, the static compensator (STATCOM) part is on left side of UPQC-L, while dynamic voltage restorer (DVR) is on the right side. The UPQC-L configuration is specifically adapted for protection of sensitive and critical load types from voltage disturbances. Along with its basic compensation capability of current harmonic compensation and voltage compensation, it efficiently handles reactive power demand from sensitive load. This is achieved with the introduction of PAC concept for effective sharing of reactive power between STATCOM and DVR. The extraction of instantaneous power angle faces difficulty with unbalanced voltage and UPQC-L configuration. Thus, the control algorithm for UPQC-L is designed based on SRF and numerical analysis approach with equal reactive power sharing phenomena by STATCOM and DVR of UPQC-L. UPQC-L with the proposed control approach is successfully implemented in MATLAB/SIMULINK (The Mathworks, Inc. USA) and verified experimentally for mitigation of voltage disturbances (such as sag/swell, unbalancing, and harmonics), current harmonics, and high-reactive power demand.     

带谐波补偿功能的动态电压补偿器

根据传统静止坐标和d-q坐标关系推导出相应的静止坐标下的谐振控制器来检测出指定次数的谐波,应用这种静止坐标下的谐振控制器对指定次数的谐波电压进行闭环控制,简单地加到动态电压补偿器(dynamic voltage restorer, DVR)控制系统中以达到补偿谐波电压的目的,而对DVR的基本电压暂降补偿性能的影响很小,提高了DVR的效率。分析了该谐振控制器的幅频和相频特性,指出在将其加入DVR控制系统中进行谐波补偿时不会引起有功功率的流动,对直流侧能量的影响也较小。仿真验证了该控制器不会引起DVR直流侧的功率流向,并可消除绝大部分指定次数的谐波。     

广西电网变电站电能质量污染综合治理研究

结合广西电网部分终端变电站谐波污染严重、电压波动较大和无功补偿不足的现状,立足于治理投资小、补偿效率高、技术可靠先进的基点,提出了一种在广西电网变电站10 kV或35 kV侧综合抑制谐波和补偿无功的高压大功率电能质量补偿系统方案,详细分析了系统的拓扑结构、稳态补偿性能和谐振抑制性能,采用了基于离散傅立叶变换的滑窗迭代电流检测算法,构造了基于递推积分的离散滑模变结构控制器,最后建立了补偿系统的PSIM仿真模型,仿真试验结果充分验证了所提方案的正确性和有效性,为广西电网电能质量污染问题的综合解决提供了先进的技术支持.     

谐波滤波、电压、无功综合控制装置的研制

针对目前谐波污染严重及部分无功补偿电容器因谐波电流放大而不能正常投运等问题 ,研制了一种微机型谐波滤波及电压无功综合控制装置。该装置由多 CPU单片机系统构成 ,集谐波实时测量、滤波器及电容器组投切控制、滤波器及电容器组保护、变压器分接头调整等功能于一体 ,在快速傅立叶变换 ( FFT)计算、微机保护算法及综合控制方案的设计中采用了一些独特而有效的方法。文中阐述了该装置的软、硬件实现思想     

双电源备用供电型通用潮流控制器

传统的UPFC中的潮流控制和有功功率补偿只是在同一线路上的电源和负载之间进行,因而其潮流控制能力和有功功率补偿的额度有限,不能实现不间断供电。为解决这一缺陷,提出了一种双电源备用供电型通用潮流控制器,该系统由4个共用一条直流母线的变换器构成。在介绍了其数学模型并分析了其主要功能后,详细讨论了其控制策略。MATLAB/SIMULINK环境下仿真研究的结果表明:双电源备用供电型通用潮流控制器能有效提高电力系统的供电可靠性,可实现不间断供电,且能够实现有功功率在不同电源和负载之间的相互补偿。