统一电能质量调节器的补偿控制策略研究

论文摘要

随着电网中越来越多的非线性负载的投入使用,电能质量问题日益严重。电网中存在谐波、无功、电压闪变及负序电流等问题,严重影响电能质量,危害电力设备。传统解决电能质量问题的措施往往只能消除某个方面的危害。随着电力电子技术和控制技术迅速发展,统一电能质量调节器(UPQC)和统一潮流控制器等综合电能质量管理装置的研究与应用日趋成熟,有望全面提高电网电能质量。其中由串、并联双变流器组成的统一电能质量调节器具有综合的电能质量调节能力,不仅可以改善电网输入电流的电能质量问题,也可以改善负载输入电压的电能质量问题。电能质量综合调节技术是以电力电子技术为基础,属于用户电力技术的重要内容之一。UPQC改变了电能质量治理中传统电压或电流波形分别补偿的方法,整体适应系统电流和电压的补偿要求,具有较远的发展前景。本文通过对改善供电电能质量实际出发,深入研究UPQC的理论、拓扑结构、补偿分量的实时检测和控制策略研究。本文介绍了有源电力滤波器目前存在的问题及发展现状,在分析有源电力滤波器的基本原理的基础上给出UPQC装置的主电路拓扑结构,并对其工作原理进行了详细的说明;对电压和电流畸变分量的实时检测和计算方法及UPQC的补偿控制策略进行分析研究,并对其进行了仿真实验,结果表明文中所提的控制策略有较好的补偿效果。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 电能质量问题
• 1.1.1 谐波、无功现象及其危害
• 1.1.2 电能质量问题及其危害
• 1.1.3 电能质量问题解决措施
• 1.2 有源电力滤波器及相关技术
• 1.2.1 有源电力滤波器的分类和拓扑结构
• 1.2.2 无功功率理论
• 1.2.3 有源电力滤波器的检测方法研究现状
• 1.2.4 有源电力滤波器的控制策略研究现状
• 1.3 主要研究内容
• 第二章 主电路拓扑结构及补偿模型
• 2.1 UPQC基本电路结构
• 2.1.1 有源电力滤波器谐波补偿模型
• 2.1.2 统一电能质量调节器电路结构
• 2.1.3 UPQC基本结构补偿模型
• 2.2 UPQC基本拓扑结构派生的实际装置结构
• 2.2.1 UPQC与晶闸管开关电容器的联合运行
• 2.2.2 UPQC与无源谐振滤波器的联合运行
• 2.3 本章小结
• 第三章 信号检测方法
• 3.1 统一电能质量调节器的信号检测方式
• 3.1.1 并联侧补偿信号检测
• 3.1.2 串联侧补偿信号检测
• 3.2 基于 dq 0坐标系广义瞬时无功功率理论检测方法
• 3.2.1 串联APF检测方法
• 3.2.2 并联APF检测方法
• 第四章 调节器控制方法研究
• 4.1 控制策略比较
• 4.2 基于空间矢量脉宽调制（SVPWM）技术仿真与分析
• 4.2.1 电压空间向量
• 4.2.2 参考电压的映射
• 4.2.3 空间矢量脉宽调制算法
• 4.2.4 SVPWM逆变器仿真实验
• 第五章 补偿控制策略研究仿真分析
• p- i_q 信号检测及三角波调制法控制'>5.1 基于i_p- i_q信号检测及三角波调制法控制
• 5.1.1 串联APF电压信号检测方式
• 5.1.2 并联APF电流信号检测方式
• 5.1.3 串、并联APF 的控制策略
• 5.1.4 仿真及结果分析
• 5.2 基于 dq 0坐标系信号检测及 SVPWM 调制法控制
• 5.2.1 串联APF电压信号检测方式
• 5.2.2 并联APF电流信号检测方式
• 5.2.3 串联APF 部分的控制策略
• 5.2.4 并联APF 部分的控制策略
• 5.2.5 仿真及结果分析
• 第六章 结束语
• p-i_q信号检测法及三角波调制法控制的UPQC电路仿真'>附录1:基于 i_p-i_q信号检测法及三角波调制法控制的UPQC电路仿真
• 附录2:基于 dq 0坐标系的广义瞬时无功功率理论信号检测法及SVPWM调制法控制策略的UPQC电路仿真
• 参考文献
• 致谢