三相四线统一电能质量调节器的控制策略

针对电网输入电压的不平衡、非正弦及负载的不平衡、非线性特性,提出了一种基于三相静止坐标系下的三相四线统一电能质量调节器（UPQC）的协调控制策略。该策略将UPQC的串联变流器控制为基波正弦电流源,而并联变流器控制为基波正弦电压源,从而实现了三相四线UPQC对电能质量的综合控制能力,既改善了电网侧的电能质量问题,实现了电网输入电流的正弦及单位输入功率因数,也改善了负载侧的电能质量问题,实现了负载电压的平衡、额定及正弦。10 kVA系统实验装置的实验结果表明了该控制策略的有效性。     

电能质量控制中心与统一电能质量调节器的研究

现代社会的迅猛发展对电能质量提出了更高要求，电能质量问题的研究成为相关领域研究的热点。在对日本学者提出的FRIENDS(Flexible，Reliable and Intelligent Electricale Nergy Delivery System)供电新技术中的电能质量控制中心QCC(Quality Corttrol Center)进行深入研究的基础上进一步扩展了QCC的功能，明确了它的基本类型和结构。同时还对QCC中的关键部件统一电能质量调节器UPQC(Unified Power Quality Conditioner)进行了深入研究，明确了它的多重电能质量调节功能，给出了一种典型的UPQC拓扑电路，并利用H∞控制技术实现了其综合的电压、电流波形跟踪补偿，给出了满意的仿真结果。     

混合型电能质量调节器及其控制策略

提出了一种混合型电能质量调节器,它由一个通过变流器CT串联接入系统的PWM变换器1和一个并联滤波支路组成。其中,并联滤波支路由PWM变换器2通过变压器T和无源滤波器串联后并联接入系统。变换器1被控制为一个基波正弦电流源,变换器2被控制为一个可控电压源。该电能质量调节器能有效地实现电源和负荷之间的扰动隔离、线路终端和/或负荷节点的功率因数调整以及故障电流限制等多种功能,具有响应速度快、补偿效果好、性价比高等优点。数字仿真验证了该混合型电能质量调节器及其控制策略的有效性。     

基于直流隔离单元的新型统一电能质量调节器

介绍了统一电能质量调节器(Unified Power Quality Conditioner,简称UPQC)的传统拓扑结构,设计并实现了基于直流隔离单元(DC Isolation,简称DCI)的新型DCI-UPQC实验样机.与UPQC传统拓扑中串联补偿侧的隔离变压器不同,DCI-UPQC直流单元各组电容之间分时控制的电气开关起到了电气隔离的作用,避免了隔离变压器带来的多种缺陷.阐述了DCI-UPQC的基本原理,给出了DCI-UPQC串联补偿单元动态电压恢复器(Dynamic Voltage Restorer,简称DVR),并联补偿单元有源滤波器(Active Power Filter,简称APF)以及DCI单元的控制策略.同时,开发了一套适用于电力电子装置的基于数字信号处理器(Digital Signal Processor,简称DSP)和(Field Programmable Gate Array,简称FPGA)的先进数字控制平台,成功地将其应用于DCI-UPQC样机.实验结果表明,该样机在具有电压稳态和动态补偿功能的同时,亦可补偿负荷所需的无功和谐波电流,有效地验证了DCI拓扑结构和控制策略的可行性.     

统一电能质量调节器的研究

分析了由串联和并联有源电力滤波器联合构成的统一电能质量调节器的电路结构，阐明了各组成部分的工作分工和原理。提出一种电网电压正序分量的近似计算及实现方法。介绍了以电流比较跟踪和以空间矢量调制方法实现的并联和串联有源滤波器的控制方法，给出了仿真和实验结果。     

一种新型的单相统一电能质量调节器

介绍了电能质量问题的分类以及相应的电能质量调节装置,简单说明了统一电能质量调节器拓扑结构和功能。在此基础上提出了一种新型的单相统一电能质量调节器的结构,该结构采用直流单元多组电容并联的方法来进行系统和装置间的隔离以取代传统的变压器隔离的方法。分析了这种结构的直流储能单元参数的设计和基本的控制方法,给出了该装置确定串联参考电压和并联参考电流的方法。最后给出了基于该拓扑的统一电能质量调节器的仿真结果,很好地证明了该拓扑的实用性和控制方法的有效性。     

低压三相统一电能质量调节器的研制

针对三相四线制低压供电系统电压波动和非线性谐波电流污染的特点,设计了一种能够解决多种复杂电能质量问题的统一电能质量调节器(UPQC).该系统采用了模块化设计的思路,采用高频隔离DC/DC代替工频隔离变压器,可实现并联侧谐波电流的精确补偿及串联侧电压跌落、谐波电压的快速补偿特性.此处给出了不同组成部分的控制策略,并通过实验验证了该拓扑结构的可行性和有效性.     

统一电能质量调节器控制策略的仿真研究

本文采用了广义瞬时无功功率的谐波检测算法,控制方法分别运用了定时控制的瞬时值比较法以及SVPWM的控制方式,采用带阻感负载的可控整流桥作为谐波源,运用于三相三线制统一电能质量调节器中。仿真结果表明该方案在电网电流和电压存在畸变的情况下,能很好地跟踪谐波,并且具有很好的动态响应速度和较高的补偿效果。     

利用电能质量调节器改善配电网络的电能质量

无论是在工业化国家还是在发展中国家,供电质量,尤其是电压质量正变得日益重要。供电质量低将使产品质量降低,严重时还可能导致某些重要的过程中断,从而造成严重的经济损失。随着越来越多电子设备的使用,对电压质量的要求也越来越高。解决供电系统中的谐波及电压突变等问题,提高供电质量已迫在眉睫。文章讨论了电能质量的主要问题,并介绍了采用基于绝缘栅双极晶体管（ＩＧＢＴ）变换器的电能质量调节器装置改善电能质量的情况     

基于改进型统一电能质量调节器结构的微电网控制策略

在电压等级为380V的微电网应用中,针对主电网三相四线制结构,提出了一种基于改进型统一电能质量调节器(UPQC)结构的微电网控制策略。该策略可以有效补偿主电网电压跌落、过电压和电压畸变,以及由微电网中非线性和不平衡负荷带来的电能质量问题。并网变流器(包括串并联变流器)在补偿电网电压和电流的同时,不仅解决了串并联变流器耦合带来的干扰,而且实现了微电网合理的功率分配。通过改进微电网公共连接点的UPQC结构,提出了改进型最小能量电压跌落补偿法,克服了传统补偿算法的缺陷,确保负载电压不会发生相位突变,不仅提高了分布式电源补偿电压的能力和范围,而且降低了变流器的容量和成本。通过MATLAB/Simulink仿真验证了所述控制策略的有效性。     

一种基于新型控制策略的统一电能质量控制器

提出一种新型的统一电能质量控制器UPQC(Unified Power Quality Controller)控制策略：串联有源滤波器作为电流源,直接控制电网流入的电流为基频同步正弦电流;并联有源滤波器作为电压源．直接控制负载电压为标准基频同步电压;不必计算电压和电流的补偿量,只需锁定电网电压相位,利用能量平衡实现电流幅值的自动调节。目标电压幅值恒定,省去了繁琐计算,简化了电路。介绍了UPQC的结构原理、控制原理以及控制器的实现。最后通过仿真试验验证了该控制策略的有效性。     

Sag correction and power transfer of double feeder circuit using unified power quality conditioner

Alternative energy power generation has emerged as a crucial research topic in studies on modern energy systems. Because of the inherently intermittent generating feature of distributed generation systems, system operations associated with the integration of distributed generation into existing power networks may suffer from voltage variations and power delivery problems. Therefore, this paper proposes a new unified power quality conditioner (UPQC) scheme. The proposed UPQC consists mainly of two back‐to‐back inverters that are connected together by a direct current capacitor and installed in series and in parallel with two adjacent feeders. The UPQC can be operated not only for maintaining a downstream voltage to mitigate upstream voltage sags but also for absorbing real power from one feeder and transferring it to the other feeder. To validate the effectiveness of the proposed scheme, scenarios including voltage sags and power transfer between two feeders were tested through experimental validations. The test results help consolidate the feasibility and practicability of the scheme for potential applications. Copyright © 2016 John Wiley & Sons, Ltd.     

一种新型的零电压开关双向 DC-DC变换电源

介绍了用于中小功率的双向DC-DC变流装置,它能将直流电压从24 V提升到240 V,也可以将240V直流电压变换成24 V.在变流器的两个桥式电路中间使用一个隔离变压器,在不增加电路器件的情况下,实现电能的双向传递,变流器通常工作在降压方式,主直流电源来自交流或燃料电池,主电源向负载提供电能的同时向蓄电池充电,在主直流电源故障的情况下,蓄电池替代主直流电源,向负载供电.使用适当的控制策略,实现元件的零电压开关.在对电源系统的工作原理进行理论分析的基础上,对其进行了仿真和实验验证,证明系统具有转换效率高、性能稳定和电路简单等特点.     

基于模块化多电平变流器的轻型直流输电系统

对一种新型的模块化多电平变流器(MMC)在轻型直流输电系统(VSC-HVDC)中的应用进行了研究.首先建立了MMC系统的数学模型,提出了适用于MMC系统的快速脉宽调制控制方法、模块电容电压平衡控制策略以及降低器件开关频率的方法.对于系统级控制,提出了基于MMC的VSC-HVDC输电系统非线性控制器,包括有功功率和无功功率解耦控制器,以及直流侧电压控制器.通过PSCAD/EMTDC仿真软件对所提出的模型和控制方法进行了验证,证实了其可行性和有效性.     

电能质量调节器检测方式的研究

给出了一种基于新型检测方式的电能质量调节器,该检测方式不需要检测供电电网电压波动及谐波和负载无功及谐波电流,论述了这种新型检测方式与传统检测方式在电压、电流控制上的等效性。经过Psim仿真,结果表明基于该等效检测方式的电能质量调节器具有控制算法简单、性能优良等优点,在各种电网电压和负载电流情况下,该调节器能使电网电流为正弦波并保持功率因数为1,同时向负载提供稳定的正弦波电压。     

模块化多电平变换器全电平产生原理及电容均压策略

模块化多电平变换器每个桥臂有N个模块,根据调制方法的不同,输出可以产生N+1电平(基本电平)和2 N+1电平(全电平),文中研究了这两种输出的工作机理,以及对桥臂电感的影响,研究了电平产生、环流及电容电压控制之间的关系。在此基础上,针对载波重叠脉宽调制(PWM)策略,提出了一种基于PWM信号轮换的模块电容均压策略,该策略可以根据需要调整策略的执行时间,以减少因均压带来的开关状态变化。通过一个560V直流输入的实验和仿真平台验证了所提出均压策略的有效性。     

适用于农村电网的新型电压补偿装置设计

针对配电网尤其是农村电网和偏远地区供电线路末端的电压偏低问题,研究了一种基于交流脉宽调制技术的低电压补偿电路。该电路串联于供电线路中,在线路末端电压偏低时投入运行,可保证负载电压在允许范围内。该装置仅需补偿供电电压不足的部分,降低了对装置的容量要求,采用交流斩波方式使得电压调节范围宽且连续,同时装置自身无需储能元件,结...     

变频器参数及调制方式对共模电压的影响

PWM变频器被广泛应用于在电机驱动系统中,但其输出电压中的共模电压会产生许多负面效应,因此确定影响共模电压的各种因素对提出有效的共模电压抑制策略有重要的意义。采用解析、仿真和实验验证的方法围绕变频器参数和调制方式对共模电压的影响展开研究,研究结果表明:变频器参数中直流母线电压利用率增大时共模电压减小;载波比变化时共模电压基本不变;死区时间增加时共模电压增大;不同调制方式SPWM和SVPWM在相同直流母线电压利用率下的共模电压大小相近。进一步讨论了在VVVF控制调速时直流母线利用率和载波比同时变化时共模电压的变化规律,实验表明低速时共模电压更大,应当重视电机低速时共模电压产生的危害。     

MMC-STATCOM的2N+1单载波调制方法

合理的多电平调制策略及模块电容电压平衡控制是保证MMC-STATCOM安全可靠运行的基础。针对MMC-STATCOM无直流侧功率传输的特点,提出一种适用于MMC-STATCOM的单载波调制策略,其特征在于上、下桥臂调制波与同一载波进行比较,得到移相的上、下桥臂的模块投入数,实现2N+1电平的输出电压,从而提高补偿电流波形质量。同时,为保证变换器的稳定运行,提出一种基于功率模块开关状态反馈的电容电压平衡控制方法,无需模块电容电压排序,而且避免繁复的功率模块开关状态判断,有效降低控制系统复杂度。最后通过实验验证了所提调制策略的有效性。     

三相抛物线PWM电流控制解耦方法(方法I)

抛物线脉宽调制(pulse width modulation,PWM)电流控制方法具有与传统滞环控制相媲美的高精度、快速电流跟踪控制性能,并能保持开关频率基本恒定,可广泛用于各种电压型功率变换器。但是现有文献仅给出了单相抛物线PWM电流控制方案,并未涉及如何用于三相三线变换器。该文利用叠加原理,将三相三线系统等效为虚构的三相四线系统与虚构的零序系统之和,提出一种三相抛物线PWM电流控制解耦方法,该方法通过3个独立的单相抛物线PWM电流控制器对虚构的三相电流进行控制,间接实现三相三线变换器实际电流的高精度快速跟踪控制。仿真和实验结果验证了该解耦控制方法的可行性和有效性。