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。     

用于通用电能质量控制器的一种简单补偿策略和统一控制方法

将谐波和短时电压跌落问题确定为通用电能质量控制器的补偿对象,进而提出了相应的补偿策略和统一控制方法.相对其他多功能的补偿器来说,该方法简单且能有效协调两个变流器的控制,不需区分不同的电能质量问题并选择不同的控制策略,对变流器容量要求也不高.仿真和实验表明该补偿策略和控制方法有效,通用电能质量控制器具有良好的补偿性能.     

串联型电能质量控制器直流侧电压泵升研究

由于串联型电能质量控制器(Series Power Quality Controller,简称SPQC)对电压型谐波源产生的谐波电流具有良好的抑制特性,因此逐渐受到重视.对于SPQC中常用的电压型变流器而言,死区时间是不可或缺的,但死区时间的引入会使变流器的输出电压产生畸变,使得SPQC的直流侧电压异常上升.在此,对SPQC中死区效应的影响进行了深入分析和定量的计算,其有效性得到了实验结果的验证,最后在分析的基础上提出了几种行之有效的解决方法.     

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。     

三相串联电能质量控制器补偿电压的优化

串联型电能质量控制器(SPQC)通过向系统电压中串联一个电压源来调节用户侧电压质量。在系统电压出现跌落，浪涌，不平衡等现象的情况下，使用SPQC进行补偿可以获得更高的效率。本文对系统电压不平衡条件下SPQC注入电压的特性进行了分析。在这个基础上对三相三线制和三相四线制三相不平衡电压跌落的优化补偿进行了研究，分别就三相四线制系统和三相三线制系统提出了优化补偿电压的算法并进行了仿真。仿真结果很好的证明了理论分析的正确性。     

不同系统联结方式下通用电能质量控制器的功率分析

探讨了通用电能质量控制器的工作原理及其基本的系统联结方式,结合稳定直流侧电容电压调节器的控制策略,分析了在相同的电网和负载条件下,不同系统联结方式的通用电能质量控制器功率情况,包括电网和串联控制器、并联控制器、负载等输出和吸收的瞬时功率脉动分量、直流分量及其构成和作用.获得的结论能为UPQC系统联结方式的确定和容量估算及工程应用提供参考.     

串联型电能质量控制器注入电压的研究

串联型电能质量控制器（SPQC）通过向系统电压中串联一个电压源来调节用户侧电压质量，当系统电压发生电压跌落、浪涌、不平衡现象或电压中含有谐波时，使用SPQC可以获得更高的效率。文中对系统电压不平衡条件下SPQC注入电压的特性进行了研究，提出了优化控制的几个目标。在此基础上对三相三线制和三相四线制非平衡电压跌落的补偿进行了研究，并以三相四线制系统为例，提出了优化补偿电压的算法，仿真结果很好地证明了理论分析的正确性。     

一种可调直流侧电压的串联有源交流电压质量调节器

提出一种采用晶闸管可控整流代替二极管不可控整流的可调直流侧电压的串联有源交流电压质量调节器拓扑,并对该电压质量调节器的工作原理和控制方法进行了仿真和实验研究,证明所提出拓扑结构和控制方法的正确性。2kVA实验装置测试表明,在相同的电源和负载条件下,典型工况(欠电压210V),不可调直流侧电压拓扑的效率为89.1%,而可调直流侧电压拓扑的效率达到96.1%,效率提高7.0%;电源过电压时,效率提高更多。     

新型同相供电系统潮流控制器直流侧电压研究

新型同相供电系统潮流控制器是一种单相交直交变换装置,该装置结合三相两相平衡变压器能够实现电气化铁道的同相牵引供电。分析了潮流控制器中间直流侧电压波动的原因,在控制器的控制原理基础上分析了直流侧电压波动对装置输入输出电流波形的影响,并从抑制直流侧电压波动和改善输入输出电流质量方面提出了解决方案。进行了相关仿真验证,证明研究结论以及解决措施的有效性。     

一种无变压器有源电压质量调节器的直流侧电压控制

无变压器串联电压质量调节器是一种用来解决多种电压质量问题的新型装置。针对目前大多数类似装置的整流单元都采用不可控整流的情况,本文提出了采用可控整流来控制直流侧电压与系统缺损电压相适应的思想,以提高装置的效率。论文详细介绍了该思想的原理与实现方法,并把两种情况下装置的损耗和效率情况进行了对比。通过仿真和实验可以看出本文提出的直流侧电压可控的无变压器电压质量调节器可以有效解决多种电压质量问题;对于一种电网条件,在相同工况下,效率从直流侧电压不可控时的89.1%提高到96.1%     

一种抑制风电功率波动的直流侧电压控制方法

本文提出一种风力发电系统中抑制功率波动的控制策略。这种控制策略充分利用直流侧的储能元件,允许直流侧电压在一定范围内波动,从而抑制风力发电系统输出功率的波动,同时它也不影响风力发电系统的最大风能跟踪。仿真和实验都验证了这种控制策略的正确性。     

新型串联型电压跌落补偿装置的直流母线电压控制

针对电网电压跌落问题,提出一种无变压器、无储能电容的串联型电压跌落补偿装置。为了克服该装置直流母线电压过高,因而对逆变器开关管耐压要求过高的缺点,提出一种对直流母线电压进行控制的方法。对全控型开关器件设计一种特殊的控制逻辑,使其等效为一个自然导通、触发关断的半控型开关器件,将该半控型开关串联在直流母线上,有效解决了直流母线电压过高的问题。实验结果验证了所提出方案的正确性和有效性。     

NPC型三电平逆变器容错控制模式下的母线电容电压波动分析及其抑制

在给出故障重构和容错控制策略的基础上,重点建立NPC型三电平逆变系统的数学模型,并给出同步旋转坐标系下的等效电路,分析故障前和两类故障容错控制后母线电容电压的波动机理,并给出统一的母线电容电压波动的抑制策略。通过实验对理论推导的母线电容电压波动规律及两类容错控制模式下母线电容电压波动抑制策略进行验证。结果表明,故障和容错控制模式下控制母线电容电压波动的关键在于通过注入零序电压来控制等效并联导纳相等。     

多端柔性直流输电系统直流电压混合控制策略

多端柔性直流输电系统的直流电压协调控制主要有直流电压偏差法和直流电压斜率法。直流电压偏差法在控制模式切换时存在较大的直流电压波动,而直流电压斜率法的有功潮流不能精确控制。针对现有方法的缺陷,提出一种直流电压混合控制策略,设计4阶混合控制器结构,阐述混合控制器配置原则和降阶变结构方法,最后搭建典型的三端柔性直流输电系统进行了仿真验证,证明了直流电压混合控制策略的直流电压接管更加平稳,并可以实现有功潮流的精确控制。     

有源滤波装置直流侧电压控制瞬时能量平衡建模

针对有源滤波装置直流侧电压进行更为有效控制的问题,文中应用瞬时能量平衡建模法推导出了一种用于三相三线有源滤波装置(APF)的直流侧电压控制数学模型。基于推导的数学模型利用经典控制理论得到稳态模型框图。根据比例积分调节器的闭环控制模型和劳斯判据中系统稳定条件,研究了系统的稳定性,并详细讨论在闭环控制方式下比例积分调节器的比例系数KP和积分系数KI的选取原则。仿真和实验结果验证了文中提出的比例系数KP和积分系数KI的选取原则是切实可行的,同时表明比例积分调节器闭环控制对于有源滤波装置直流侧电压控制具有较好的相对稳定性。     

多端柔性直流输电系统直流电压模糊控制策略

直流电压斜率控制适用于潮流经常变化的多端柔性直流输电系统,但现有的直流电压斜率控制不能很好地兼顾不同运行工况对斜率参数的要求。文中提出一种基于模糊控制的直流电压变斜率控制策略。该控制策略应用模糊控制理论,把常规的直流电压斜率控制由原来难以整定参数的固定斜率控制变为控制参数根据运行工况变化的变斜率控制。在PSCAD/EMTDC仿真平台上搭建四端柔性直流输电系统模型,并与MATLAB互联仿真。仿真结果验证了文中设计的直流电压模糊控制策略能有效维持系统稳定运行和加快系统故障恢复。     

考虑直流调制的交直流系统中长期电压稳定协调控制

综合考虑直流系统整流侧和逆变侧控制量的调制,协调交流系统和直流系统各控制量,提出了一种考虑直流调制的交直流系统中长期电压稳定协调控制方法。首先,推导出换流母线电压对整流侧和逆变侧换流器传输功率的灵敏度解析表达式,并基于轨迹灵敏度建立以节点电压轨迹偏差和控制代价最小为综合目标的模型预测控制优化模型。然后,根据对系统控制轨迹的预测,进行交直流系统控制数量自适应调整和控制地点优选,以提高模型预测控制的效率,协调交直流系统各控制量进行电压滚动优化控制。最后,对交直流混联系统进行仿真,结果表明针对不同的故障场景,所提控制方法均能有效调制直流系统传输功率和熄弧角,全面协调交直流系统的各种控制手段,提高系统中长期电压稳定性。     

基于遗传算法的有源电力滤波器直流母线电压控制

随着电力电子装置的普遍应用,其非线性特征而引起的电网电压和电流畸变越来越引起人们的重视,有源电力滤波器(APF)是一种较好的谐波滤除装置,但存在直流侧电压不稳的问题。分析了影响APF直流侧电压稳定的几个因素,推导了电压源型有源电力滤波器的数学模型,结合遗传算法辅助优化计算了该系统中APF的PI调节系数,MATLAB/simulink仿真验证了该方法的可行性,为遗传算法在PI整定方面的研究提供了借鉴。     

考虑直流潮流控制器的直流电网分析方法

提出了一种含有直流潮流控制器的直流电网分析方法,考虑了直流潮流控制器以及换流站的控制对直流潮流的影响。通过理论计算,分析了直流潮流控制器对潮流控制的灵敏性,研究了其对直流电网潮流布局产生的影响。利用PSCAD/EM TDC仿真软件搭建了CIGRE B4-58直流测试系统,证明了所提分析方法的正确性。     

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。