电能质量调节器检测控制方法研究

论文摘要

本文在本课题前期工作的基础上,吸取和借鉴国内外的研究成果,分析了目前UPQC的拓扑结构、补偿量检测及控制算法,并将统一电能质量调节器的补偿量检测和控制策略作为重点进行研究。本文对在实际中应用最广的两种补偿量检测算法p - q和ip-iq法进行深入研究,指出它们在应用中的局限性,p - q即仅适用于三相三线制的电路中。当三相电压不对称或含有谐波时,法将带来检测误差。同时,本文提出一种在三相四线制电路且电网电压畸变情况下的谐波和无功量的检测算法——基于广义瞬时无功和同步变换法的UPQC补偿量检测算法。仿真验证了该算法的正确性和可行性。本文在滞环跟踪比较控制方法的基础上,引入矢量控制,提出一种电流滞环跟踪的空间矢量控制方法。既跟踪速度快、控制精度高、补偿效果好,且实现简单、无需复杂的矢量变换。仿真验证了该方法的正确性和可行性。最后搭建以DSP控制器为核心的主电路;设计了电源电路、传感器检测电路、电压过零点检测电路、电平偏移电路、驱动隔离电路等;编写补偿量检测程序、IIR数字滤波程序及控制算法程序,对统一电能质量调节器的补偿进行实验研究。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 电能质量的基本概念及种类
• 1.2 改善电能质量的意义
• 1.3 电能质量补偿技术研究现状
• 1.4 本文主要研究工作
• 第二章 UPQC拓扑结构及检测方法
• 2.1 UPQC拓扑结构及工作原理
• 2.2 瞬时无功功率理论的补偿量检测方法
• 2.2.1 p - q 法
• p - i_q 法'>2.2.2 i_p - i_q法
• p-i_q 法的适用范围分析'>2.3 p - q 法和i_p-i_q法的适用范围分析
• 2.4 三相四线制电网电压畸变情况下的补偿量检测方法
• 第三章 UPQC控制策略研究
• 3.1 滞环跟踪控制方法原理
• 3.2 电流滞环跟踪控制与电压空间矢量控制
• 3.2.1 各相独立的电流滞环控制
• 3.2.2 电压空间矢量控制
• 3.2.3 滤波器电流滞环跟踪控制的转化
• 3.3 电流滞环跟踪的电压矢量控制
• 3.3.1 控制原理分析
• i、u^* 区域判断'>3.3.2 δ_i、u^*区域判断
• 3.4 电压滞环跟踪的电流矢量控制
• 3.5 仿真分析
• 第四章 UPQC实验研究
• 4.1 硬件电路设计
• 4.1.1 总体结构
• 4.1.2 主电路设计
• 4.1.3 非线性负载电流的检测与A/D转换
• 4.1.4 驱动电路设计
• 4.2 补偿量检测及控制算法软件设计
• 4.2.1 外部中断服务子程序
• 4.2.2 A/D中断服务子程序
• 4.3 直流侧总电压闭环控制及软启动设计
• 4.4 实验结果分析
• 第五章 结束语
• 参考文献
• 发表论文和参加科研情况说明
• 附录
• 致谢