三相Delta变换式UPS的研究

论文摘要

传统双变换型不间断电源（UPS）（AC/DC及DC/AC两个变换过程）效率低、不能充分利用电能、机器的发热量大,从而增加了设备的故障率等;以及在线互动式UPS存在输出电压精度不高、没有调整功能等缺点。本文研究了在市电电能质量补偿技术领域中出现的Delta变换技术,这种UPS既保留了传统双变换型UPS的优点,又克服了传统双变换型UPS的缺点。论文首先对Delta变换式UPS系统的工作原理进行分析,并指出Delta变换器受控为正弦电流源,主变换器受控为正弦电压源就可以实现UPS对电能质量的综合调节。研究了Delta变换器的单独运行及其输入电流的控制。为抑制非理想输入电压的影响,本文提出了两种较为有效的控制策略:三相ABC独立控制及dq+0轴控制,此外分析了直流母线端两组电容电压不平衡的原因,并提出了一种简单有效的抑制方法。仿真结果表明针对Delta变换器所提出的各种控制方法是有效的。研究了主变换器的单独运行及其输出电压的控制。针对负载的不平衡及非线性必然导致主变流器输出电压的不平衡及谐波畸变这一情况,提出了相应的两种控制策略:三相ABC独立控制与重复控制的结合以及dq+0轴控制的基础上引入负序控制和谐波控制。仿真结果表明针对主变换器所提的各种控制方法是有效的。基于Delta变换器和主变换器的协调控制策略,对三相四线制Delta变换式UPS系统在各种工况下的运行进行了较全面的仿真,结果表明UPS系统能较好实现电网输入电流和负载电压的综合电能质量调节。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 UPS使用的必要性
• 1.2 UPS系统的分类
• 1.2.1 无源后备式（Passive Standby）UPS
• 1.2.2 在线互动式（Line Interactive）UPS
• 1.2.3 双变换式（Double Conversion） UPS
• 1.3 国内外研究现状、发展趋势
• 1.4 选题依据和本文主要研究内容
• 1.4.1 选题的主要依据
• 1.4.2 本文主要研究内容
• 第二章 Delta变换式UPS系统分析
• 2.1 Delta变换式UPS主电路结构
• 2.2 系统工作原理分析
• 2.3 系统的控制策略分析
• 2.3.1 间接控制策略
• 2.3.2 直接控制策略
• 2.4 SIMULINK仿真技术
• 2.5 本章小结
• 第三章 Delta变换器单独运行与控制
• 3.1 Delta变换器的建模
• 3.1.1 基于三相静止ABC坐标系模型
• 3.1.2 基于同步旋转d90 坐标系的模型
• 3.2 理想输入电压下Delta变换器的控制
• 3.3 非理想输入电压对Delta变换器的影响
• 3.3.1 输入电压的不对称对Delta变换器的影响
• 3.3.2 对称含K次谐波的输入电压对Delta变换器的影响
• 3.4 抑制输入电压不平衡及谐波影响的控制方法
• 3.4.1 三相ABC独立控制
• 3.4.2 dq+0 轴控制
• 3.5 直流侧电压平衡控制
• 3.6 本章小结
• 第四章 主变换器单独运行与控制
• 4.1 主变换器的建模
• 4.1.1 基于三相静止ABC坐标系模型
• 4.1.2 基于同步旋转d90 坐标系模型
• 4.2 非理想负载对主变换器的影响
• 4.2.1 不平衡负载的影响
• 4.2.2 非线性负载的影响
• 4.3 抑制负载不平衡影响的控制方法
• 4.3.1 三相ABC独立控制
• 4.3.2 dq+0 轴电压电流双闭环控制
• 4.4 抑制负载非线性影响的控制方法
• 4.4.1 dq+0 轴下的谐波控制器
• 4.4.2 重复控制与三相ABC独立控制结合使用
• 4.5 本章小结
• 第五章 Delta变换式UPS系统设计与仿真
• 5.1 主电路参数设计
• 5.1.1 系统工作条件
• 5.1.2 参数设计过程
• 5.2 Delta变换器和主变换器的协调控制
• 5.3 系统仿真研究
• 5.4 本章小结
• 结论与展望
• 主要工作和结论
• 工作展望
• 参考文献
• 附录 仿真模型
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文
• 致谢