UPQC最小能量平滑补偿控制方案研究

含蓄电池的统一电能质量控制器（UPQC）采用最小能量法对电能质量进行补偿,可以有效降低有功功率的输出,延长补偿的时间。然而UPQC在进入补偿和退出补偿会造成负载电压发生波动,影响负荷的安全用电。为此,提出了一种UPQC最小能量平滑补偿的控制策略,通过平滑控制UPQC的进入补偿过程和退出补偿过程,防止负载电压出现波动。通...     

基于模块化多电平变流器的统一电能质量调节器工程实验装置研究

将模块化多电平变流器(MMC)技术和统一电能质量调节器(UPQC)相结合,为将UPQC应用于高电压、大容量的场合提供了可能,为电能质量问题的集中解决提供了新的思路。研究MMC型UPQC具有重要的技术意义和市场价值。首先分析基于MMC的UPQC工作原理,对其关键参数进行分析设计,针对UPQC并联侧和串联侧MMC变流器的电能质量补偿功能提出相应的控制策略。PSCAD/EMTDC下的仿真结果证明了参数设计的正确性和控制策略的有效性。进而研制一套4MV·A/10kV的MMC型UPQC工程实验装置,开展现场实验并进行分析,实验结果表明MMC型的UPQC能够实现多种电能质量的综合补偿。     

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。     

单周期控制策略在统一电能质量调节器中的应用研究

基于统一电能质量调节器(UPQC)对电能质量进行补偿时的同步性问题和控制的复杂性两个方面的考虑,在对UPQC拓扑结构与工作原理的分析基础上,提出了基于单周期控制的统一电能质量调节器控制策略,完成对UPQC中的DVR和APF两部分的同步控制,并且结构简单、易于实现。在理论分析的基础上,应用Simulink对单周期控制的统一电能质量系统进行了建模和仿真,仿真结果表明,该方法能在一个开关周期内消除稳态误差,提高UPQC的稳定性和对电能质量补偿的快速性,很好地证明了该拓扑的实用性和控制方法的有效性。     

一种灵敏度最小化的电能质量同步补偿方法

应用统一电能质量调节器(UPQC)对电能质量进行综合补偿时,容易受到外界不确定干扰的影响,UPQC的鲁棒稳定性和补偿效果得不到保证。针对这个问题,该文采用对电网和负载建立统一数学模型方式,设计一种灵敏度最小化的H∞补偿控制器,抑制电力系统不确定干扰。理论分析和仿真结果表明,该方法能提高UPQC的稳定性和鲁棒性,充分发挥其对电能质量的综合补偿功能。     

基于H∞控制理论的UPQC串并联单元协调控制的实现

统一电能质量控制器(UPQC)集电压型补偿装置、电流型补偿装置和储能装置于一体,统一实现多重电能质量调节功能。为了提高UPQC的综合控制性能,该文采用先进的H∞控制理论对UPQC的广义被控系统进行了深入研究,并给出了其H∞控制器的Riccati求解方法。剖析了UPQC的串联单元、并联单元之间耦合影响的根本原因,进而提出一种基于H∞控制的UPQC协调控制器的设计方法。实验结果表明所提方法可使UPQC同时实现串联单元的电压跟踪补偿和并联单元的电流跟踪补偿,并且均无稳态相位偏移和幅值衰减。从根本上消除了串联、并联单元之间的耦合影响,实现了UPQC的多重电能质量统一协调控制功能。     

单周期控制策略在统一电能质量调节器中的应用研究

基于统一电能质量调节器(UPQC)对电能质量进行补偿时的同步性问题和控制的复杂性两个方面的考虑,在对UPQC拓扑结构与工作原理的分析基础上,提出了基于单周期控制的统一电能质量调节器控制策略,完成对UPQC中的DVR和APF两部分的同步控制,并且结构简单、易于实现.在理论分析的基础上,应用Simulink对单周期控制的统一电能质量系统进行了建模和仿真,仿真结果表明,该方法能在一个开关周期内消除稳态误差,提高UPQC的稳定性和对电能质量补偿的快速性,很好地证明了该拓扑的实用性和控制方法的有效性.     

基于ICAP/4的UPQC直接控制模式研究

统一电能质量控制器UPQC集电压补偿装置、电流补偿装置和储能装置于一体,统一实现多重电能质量调节功能,具有较远的发展前景。运用新颖控制策略下的直接控制方法对单相UPQC整体系统按其动态物理规律进行数学模型建立,采用典型二型控制系统设计方法分别对串、并联部分电压电流双闭环控制模型进行设计,并对其进行了实际器件ICAP/4仿真,达到了较为理想的补偿效果,从理论上验证了设计方法的合理性、可行性和实际可操作性,对UPQC的研究具有一定的指导作用。     

统一电能质量控制器最优容量控制策略

选取负载侧电压为参考向量对整个系统的进行了相量图分析,推导出UPQC最优容量注入的表达式。仿真结果表明,UPQC最优容量控制策略不仅能对电能质量进行补偿,而且降低了UPQC装置补偿容量,提高了装置经济性,易于实验应用。     

基于ICAP/4的UPQC直接控制模式研究

统一电能质量控制器UPQC集电压补偿装置、电流补偿装置和储能装置于一体,统一实现多重电能质量调节功能,具有较远的发展前景.运用新颖控制策略下的直接控制方法对单相UPQC整体系统按其动态物理规律进行数学模型建立,采用典型二型控制系统设计方法分别对串、并联部分电压电流双闭环控制模型进行设计,并对其进行了实际器件ICAP/4仿真,达到了较为理想的补偿效果,从理论上验证了设计方法的合理性、可行性和实际可操作性,对UPQC的研究具有一定的指导作用.     

统一电能质量调节器的研究发展综述

微电网渗透率的不断提高给配电网带来了越发严重的电能质量问题。统一电能质量调节器(Unified Power Quality Conditioner, UPQC)作为一种综合电能质量治理装置,成为近年来的电能质量治理研究热点之一。主要对UPQC的拓扑结构、检测方法、控制策略进行了归纳与分析。阐述了当前UPQC国内外研究发展概况,对其技术发展趋势做了预测展望,为后续研究提供一定的参考与借鉴。随着研究的不断推进,UPQC将会更好地治理含微电网的配电网电能质量。     

UPQC在电动汽车充电站电能质量治理中的应用

电动汽车充电会带来诸如电压波动、谐波增多、三相不平衡加剧等一系列电能质量问题。提出了统一电能质量调节器（UPQC）应用方案,在UPQC建模分析基础上,基于两相静止坐标系推导设计了电压控制单元双PI闭环控制器和电流控制单元带状态反馈单闭环PI控制器,并推导出 PI参数整定依据;为给样机设计提供理论参考,基于数学模型,推导出UPQC各模块参数设计依据,并设计与研制了1台20 kW容量的UPQC样机进行了实验研究。实测波形表明：UPQC的应用可改善电动汽车充电设备的电能质量。     

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。     

UPQC直流储能单元的APFC控制技术

统一电能质量控制器(UPQC)是用户电力技术中的新兴装置,它能统一实现多重电能质量调节功能。系统地介绍了UPQC的综合补偿功能,并给出了一种典型的UPQC拓扑结构。为了进一步提高UPQC的性能,将有源功率因数校正(APFC)技术引入UPQC直流储能单元的直流电容电压控制,详细阐述了其工作原理,并给出了仿真实验结果。APFC技术用于UPQC的直流储能单元中是完全可行的,它使UPQC的性能更完善。     

配电系统电能质量问题及其测控技术

介绍了当前配电系统亟待解决的电能质量问题，并对其作了系统的归纳，阐述了电能质量的相关检测方法，指出安装含储能单元的补偿装置是提高供电质量的有效措施。     

模型预测控制在统一电能质量调节器中的应用

提出了基于模型预测控制(model predictive control,MPC)的统一电能质量调节器(unified power quality conditioner,UPQC)以改善电网电能质量。介绍了UPQC的基本原理、结构,并对其进行建模得到其状态空间模型,以这个模型为基础,将MPC控制算法应用到UPQC系统中,设计了MPC控制器。仿真结果表明,基于MPC的UPQC能够有效补偿谐波、抑制干扰。     

Realization of UPQC H∞ coordinated control in Microgrid

Aiming at the complicated power quality problems with the coexistence of voltage quality and current quality in Microgrid, a comprehensive regulation technology of power quality is urgently needed, which makes unified power quality conditioner (UPQC) have widespread application fields. As a multiple power quality conditioner, UPQC gathers the functions of voltage quality compensator, current quality compensator and energy storage device in the integrated manner, meeting the needs of comprehensive power quality control for the Microgrid. In this paper, the advanced H_∞ control theory is adopted for further development on the UPQC generalized controlled system, and the Riccati solution method of the H_∞ controller is presented. Through analyzing the coupling effect between UPQC series unit and shunt unit, a design method of UPQC coordinated controller based on H_∞ control theory is proposed. The simulation and experimental results show that the proposed method can realize UPQC series unit voltage tracking compensation and shunt unit current tracking compensation simultaneously without steady-state phase shift and amplitude degradation. Moreover, the proposed method radically eliminates the coupling effect between UPQC series unit and shunt unit, and realizes the multiple power quality coordinated control functions of UPQC.     

采用定制电力技术解决配电侧电能质量问题

基于电能质量定义,介绍了当前新的研究领域———定制电力技术,着重分析了统一电能质量控制器(UPQC)的产生背景。在此基础上通过对小型定制电力工业园区模型的介绍和分析,表明采用定制电力技术将成为解决配电侧电能质量问题的关键。     

统一电能质量调节器的结构及控制策略综述

统一电能质量调节器（UPQC）能够解决多数电能质量问题,受到国内外电力研究者的广泛关注。对当前UPQC的拓扑结构类型和控制方法进行了综述。一方面,以物理结构为原则从逆变器的功能结构、供电系统方式、装置的系统配置及装置的直流母线电压的提供方式4个方面对UPQC的电路结构进行分类与综述;另一方面,将UPQC的控制部分分为3层:以补偿目标为基础的上层系统级、实施控制目标的中层装置级以及将调制信号产生脉冲的底层器件级,并针对这3层进行综述,最后探讨了UPQC的发展前景及存在的若干问题。