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统一电能质量调节器的控制方法研究

鲍鹏  
【摘要】: 统一电能质量调节器(UPQC)是从有源电力滤波器(APF)发展而来的。它将串联有源滤波器和并联有源滤波器结合起来,从而可以充分发挥串、并联有源滤波器在电力系统应用中的优势,具备综合的电能质量调节功能。在电能质量问题日益严重的今天,UPQC无疑拥有着广阔的应用前景。 本文首先对电网中的电能质量问题进行了说明,然后简要介绍了有源滤波技术的发展和现状,并在此基础上,对UPQC的拓扑结构和补偿原理进行了分析。接着,针对影响UPOC补偿效果的两个重要环节——检测和控制方法,进行了较为详细的研究和探讨。 在检测方面,对当前谐波检测的各类方法进行了介绍和比较,并在此基础上,结合UPQC的补偿思想,理论推导了基于Park变换的UPQC电压电流综合检测算法。在畸变量不含谐波时,对检测方法做了改进,使检测的实时性更好。对检测方法进行了相应的仿真研究,以验证其有效性。 在控制方法上,首先对现有的滞环控制和三角载波比较控制进行了说明,然后对UPQC的数学模型进行了详细的推导和分析。在dq坐标系下,UPQC的数学模型是一个耦合的非线性系统,针对该系统,本文采用了两种方法来设计控制器,一种是采用PI调节的前馈解耦控制方法,另一种是采用逆系统解耦的变结构控制方法。最后对这两种方法进行仿真比较。UPOC直流侧电容电压的稳定是由PI调节来实现的。


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