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。     

一种无变压器无储能电容的串联型电压跌落补偿装置实验研究

针对电网电压跌落问题,提出了一种无变压器、无储能元件的串联型电压跌落补偿方案。与传统方案相比,该方案利用线电压对直流电容充电,扩大了补偿电压的范围,能在三相电压同时跌落至正常值的37%或一相电压保持额定而其余两相电压跌至0时实现补偿。在上述新型补偿电路拓扑的基础上对三相四线制系统进行了实验研究,采用三角波跟踪控制策略得到了三相实验结果,验证了该方案的正确性和有效性。     

10kV供电系统电压补偿方式

分析了三相三线制供电系统的电压补偿问题,给出了两种相电压补偿方式,并分析了不同补偿方式下动态电压补偿装置的能量消耗问题。理论分析和仿真表明,提出的补偿方式能够满足电压跌落补偿的效果。     

三相四线有源电力滤波器控制算法仿真研究

对三相四线有源电力滤波器控制算法进行研究,在电流检测部分针对三相四线制系统中零线的存在,首先提取出零序电流分量,然后利用三相三线制系统中基于瞬时无功功率理论的ip、iq检测法进行检测,即可实现三相四线制系统中的电流检测;在补偿电流控制部分采用新型的3D-SVPWM技术.在3D-SVPWM技术中,零矢量变为零轴上的正向和负向电压矢量,对逆变器的输出有影响.3D-SVPWM技术合理利用两个零矢量对输出的影响,解决了三相四线制系统中的中线电流问题,实现了对不平衡电流的补偿.文中给出了仿真实验的结果,验证了该方法的正确性,并且达到了较好的补偿效果,有效地提高了电能质量.     

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.     

新型站用统一电能质量调节器及控制策略

提出了一种改善变电站电能质量装置站用统一电能质量调节器(UPQC)结构及其控制策略,所提UPQC可接入三相三线或三相四线系统中并实现串并联电能质量调节。给出了UPQC内部串联及并联有源电力滤波器(APF)直接补偿控制策略,其中串联APF控制为基波正弦电流源,并联APF控制为基波正弦电压源。所提控制策略无需检测电压和电流补偿量,有效降低了系统控制复杂度。最后通过系统仿真及样机实验验证分析了所提站用UPQC及控制策略对不平衡负载、非线性负载等工况下的电能质量提升的有效性。     

三相四线有源电力滤波器控制算法仿真研究

对三相四线有源电力滤波器控制算法进行研究,在电流检测部分针对三相四线制系统中零线的存在,首先提取出零序电流分量,然后利用三相三线制系统中基于瞬时无功功率理论的ip、iq检测法进行检测,即可实现三相四线制系统中的电流检测;在补偿电流控制部分采用新型的3D SVPWM技术。在3D SVPWM技术中,零矢量变为零轴上的正向和负向电压矢量,对逆变器的输出有影响。3D SVPWM技术合理利用两个零矢量对输出的影响,解决了三相四线制系统中的中线电流问题,实现了对不平衡电流的补偿。文中给出了仿真实验的结果,验证了该方法     

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。     

采用能量优化控制策略的串联型电能质量控制器稳态特性分析

利用相量图分析方法对采用能量优化控制策略的串联型电能质量控制器(series power quality controller, SPQC)稳态特性进行了定量分析。选取负载电流相量为参考相量对SPQC进行相量图分析，使各物理量之间的关系更清晰，便于定量求解。根据电源电压幅度与负载功率因数的关系，提出采用能量优化控制策略的SPQC 3种工作模式。分别在电压暂低和电压暂高情况下，对采用能量优化控制策略的SPQC稳态特性进行了详细的定量分析，据此获得了反映电压幅度暂变各种情况下有关物理量之间关系的稳态补偿特性解析式和曲线。仿真和实验验证了该文分析的可行性、有效性及能量优化控制策略不同工作模式划分的正确性。     

无额外直流储能元件的串联型电能质量控制器新型控制策略

对电压幅度暂变的最大补偿时间是串联型电能质量控制器(series power quality controllers,SPQC)重要性能指标。若没有额外直流储能元件,传统的同相位控制或能量优化控制只能提供有限的补偿时间。该文对SPQC提出一种新型控制策略,它在负载电压控制的同时,自动地从电源吸收部分有功功率来补偿其系统损耗,从而提高最大可补偿时间;甚至在没有额外直流储能元件时还具有持续补偿能力。采用负载电流相量为参考相量的新型相量图表示方法,使得SPQC系统内各相关变量之间的关系更加清晰简单。在电源电压幅度暂变和额定状态,分别对系统进行相应的相量图分析,得到采用这种新型控制策略的定量补偿电压幅度、可完全补偿的最大程度电压暂低以及系统的功率流动方式。根据系统能量平衡关系,提出该新型控制策略的一种简单统一实现方法。计算机仿真和原型实验验证了所得结论。     

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，提出了一种适合在定点DSP上实现的空间矢量PWM快速生成算法。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，谐波检测算法和空间矢量PWM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。     

动态电压恢复器的能量控制研究

为解决传统的同相电压注入策略或缺损电压注入法,由于动态电压恢复器(DVR)注入电压有一定的分量与负载电流同相位,负载将从DVR汲取能量这一问题,针对三相三线制电路中对称故障采用基于瞬时无功功率理论的dq分解法实时检测获得电源侧电压参数,提出了最佳能量注入法,即旋转矢量以使DVR注入电压比电源电压矢量提前一个合适的角度,确保注入能量最小。对于不对称故障,以单相电源为参考电压构造一个虚拟的三相系统,在数学上转化为对称故障来处理。仿真结果验证了以上理论是正确和有效的。     

A novel control method for series hybrid active power filter working under unbalanced supply conditions

In this paper a new control algorithm for a Series Hybrid Active Power Filter (SHAPF) is proposed. With the proposed control algorithm, the series active power filter simultaneously compensates for source voltage unbalance and source current harmonics generated by non-linear loads. The proposed control algorithm is based on the generalised instantaneous power theory where the instantaneous inactive power is represented as a second order tensor. The reference voltage is directly associated with three-phase instantaneous voltages and currents and are separated in three-phase co-ordinate systems. Therefore, the calculation of the compensation reference voltage is much simpler than the other available control algorithms. It can be applied for both voltage and current harmonic generating loads connected across balanced and unbalanced source voltages. The mathematical formulation of the proposed control algorithm with its applications to SHAPF is presented. The validity of the proposed control algorithm is verified with extensive experimental study and results are reported.     

基于单周期控制的三相PFC整流器在输入电压不对称时的改进策略

分析了基于单周期控制技术的双并联升压型三相PFC整流器在电网电压不对称时输入电流跟踪输入电压不良的问题,提出了一种有效的改进措施,通过计算相电压不对称系数,对占空比计算公式进行修正,以消除不对称电压对输入电流波形跟踪不良的影响,使每相电流均和各自的电压同相,从而实现单位功率因数和低电流畸变。在任意时刻,该整流器只需要两个开关管工作在高频状态,从而使开关管的总体损耗程度进一步降低。最后通过硬件实验验证了该控制策略的正确性。     

基于SBPF的链式STATCOM不对称控制策略

系统电压不平衡时,链式静止同步补偿器（STATCOM）应保持稳定运行,以提高系统功率因数及电压稳定性。但传统功率解耦控制的链式STATCOM在系统电压不平衡条件下,其运行性能会严重恶化。为此,提出一种新的采用星形联接的链式STATCOM的控制策略,将选择性带通滤波器（SBPF）与功率解耦控制相结合,实现链式STATCOM的不平衡控制及快速响应性能。仿真结果显示,所提的控制算法能显著提高链式STATCOM在系统电压不平衡时的运行稳定性及补偿效果。     

Modeling of unbalanced three‐phase driving‐point impedance with application to control of grid‐connected power converters

The dq transformation is widely used in the analysis and control of three‐phase symmetrical and balanced systems. The transformation is the real counterpart of the complex transformations derived from the symmetrical component theory. The widespread distributed generation and dynamically connected unbalanced loads in a three‐phase system inherently create unbalanced voltages to the point of common coupling. The unbalanced voltages will always be transformed as coupled positive‐sequence and negative‐sequence components with double‐frequency ripples that can be removed by some filtering algorithms in the dq frame. However, a technique for modeling unbalanced three‐phase impedance between voltages and currents of same sequences or of opposite sequences is still missing. We propose an effective method for modeling unbalanced three‐phase impedance using a decoupled zero‐sequence impedance and two interacting positive‐sequence and negative‐sequence balanced impedances in the dq frame. The proposed method can decompose a system with unbalanced resistance, inductance, or capacitance into a combination of independent reciprocal bases (IRB). Each IRB basis belongs to one of the positive‐sequence, negative‐sequence, or zero‐sequence system components to facilitate further analysis. The effectiveness of this approach is verified with a case study of an unbalanced load and another case study of an unbalanced voltage compensator in a microgrid application. Copyright © 2015 John Wiley & Sons, Ltd.     

Synchronous control of indirect matrix converter for three-phase power conditioner

This paper describes an average model of indirect matrix converter (IMC) with an output LC filter in stationary and rotating reference frames. The developed model is non-linear and should be linearized in order to design linear controllers. Transient performance of the IMC is compared with that of conventional inverter in classic AC/DC/AC system. In order to make the IMC applicable for power conditioner applications a synchronous controller is designed. A power conditioner acts in one or more ways to deliver a voltage of the proper level and characteristics to enable load equipment to function properly. In order to afford the power conditioner requirements the controller has two segments. One segment controls the IMC with balanced input supply voltage and the other controls the system with unbalanced input supply voltage. The system can provide balanced output voltages with slight distortion of line side currents. Theory analyses, the model validation and simulation results are presented to verify the effectiveness of this control method.     

一种新颖的三相四桥臂逆变器解耦控制的建模与仿真

三相四桥臂逆变器是针对三相不平衡或非线性负载的供电提出来的。该文提出了1种采用内环空间矢量电流调节器和外环同步坐标比例积分控制器相级联的三相四桥臂逆变器的控制方案，实现了对三相四桥臂逆变器的解耦控制。建立了三相四桥臂逆变器在αβγ空间的电路模型，分析了其在αβγ空间的三维电压矢量分布并由此提出了1种采用2个三电平滞环比较器和1个两电平滞环比较器相结合的内环电流调节方案。外环采用了同步坐标电压控制器，使用1个简单的比例调节器就可实现输出电压跟踪的零稳态误差，保证了良好的稳态性能。建立了整个系统在dqo坐标系下的控制模型，实现了对d,q,o3个分量的独立解耦控制。仿真结果验证了该控制方案的正确性与可行性。