统一电能质量调节器

摘要： 针对容错模式下的统一电能质量调节器(Unified Power Quality Conditioner,UPQC),提出了一种五桥臂形式的新型拓扑结构,实现故障下的电能质量扰动综合补偿。在此基础上,对串联变流器和并联变流器进行统一建模,提出了一种基于有限集模型预测控制(Finite Control Set Model Predictive Control,FCS-MPC)的五桥臂UPQC控制策略。相比传统线性控制策略,所提算法构建了统一的预测模型以及整合优化的价值函数,实现串联变流器与并联变流器的协同控制,提高了两侧变流器的补偿精度、暂态性能以及响应速度,有效降低了控制算法的复杂度和参数调节难度,并具有较高的参数鲁棒性。仿真结果验证了所提算法的可行性和有效性。

摘要： 为提高分散式风电应用场景中直驱-双馈混合风电系统在非理想电网电压下的运行特性,提出了应用九开关变换器型统一电能质量调节器实现混合分散式风电系统柔性故障电压穿越的方案。围绕九开关变换器控制,在分析九开关变换器直流侧电压共用关系的基础上,研究了适用于九开关变换器的三次谐波注入调制方式,提高了直流电压利用率;利用电压补偿和电流补偿,针对九开关变换器直流侧电压需求不同期的特点,设计了依据电压故障程度动态分配调制比限幅的策略。通过在电网电压对称跌落、不对称跌落和谐波工况下对上述方案的仿真分析,验证了九开关变换器优化直驱-双馈混合分散式风电运行特性的可行性。

摘要： 介绍了当前低压配电网存在的电能质量问题、应用统一电能质量调节器的意义及其拓扑结构、检测技术,以期在提高电网供电质量的基础上保证供电与用电设备的安全。

摘要： 为改善统一电能质量调节器的电网电压和负载电流的补偿能力、抗干扰能力和稳态性能,提出了统一电能质量调节器自抗扰无源控制双闭环新型控制策略,即电压环和电流环分别采用自抗扰控制和无源控制。新型控制策略处理电网电压和负载电流变化时可以使直流侧电压快速恢复和稳定;并且通过自抗扰控制器产生更为精确的期望电流,使电网侧补偿电压的跟踪能力更强。MATLAB/Simulink实验平台仿真结果表明,与PI无源控制策略相比,自抗扰无源控制策略在电网电压暂升、暂降、谐波和非线性负载的情况下,可使统一电能质量调节器获得更好的负载电压和电网电流。

摘要： 在采用高频DC/DC隔离的单相统一电能质量调节器(UPQC)中,系统运行时串并联侧单相变换器与各自直流母线存在二倍频的功率交换,造成直流母线的电压波动而影响系统的补偿效果。此处通过对串并联侧功率关系的分析,提出了一种基于负载电流前馈的DC/DC控制方法,利用DC/DC将串联侧的二倍频功率传递至并联侧,可使串并联侧的二倍频功率部分或完全抵消,降低两级直流母线的电压波动,达到减小母线的电容值、提高功率密度的目的,同时还具有响应速度快、稳定性强的优点。利用软件仿真和系统实验,验证了该控制策略的可行性和有效性。

摘要： 为解决电网发生三相不平衡和畸变时,传统PI控制的统一电能质量调节器UPQC(unified power quality conditioner)存在着动态性能不佳、补偿性能有限的问题,提出一种基于微分平坦理论的UPQC控制新策略。首先,根据UPQC拓扑结构建立dq坐标轴下UPQC数学模型。然后,采用基于Park变换的电压电流综合检测算法和改进的滑动平均滤波算法,准确快速分离电压和电流畸变量。最后,根据微分平坦理论验证了系统的平坦性,设计包括前馈参考轨迹和误差反馈补偿在内的串、并联侧微分平坦控制器,并在Matlab/Simulink平台搭建相应的系统仿真模型。结果表明,在电网电压突升、跌落、畸变和非线性负载工况下,所提微分平坦控制策略对实现UPQC谐波综合治理的有效性和优越性。

摘要： 针对传统的统一电能质量调节器(UPQC)控制策略存在控制性能不佳的问题,提出无源控制与非线性PI控制相结合的混合控制策略,建立统一电能质量调节器的欧拉—拉格朗日(EL)模型.为加快误差能量收敛,采用注入阻尼的方法,设计电流内环无源控制器.利用非线性PI控制,设计电压外环控制器来获得较为准确的期望电流,有效地抑制了静态误差,使系统具有良好的动静态性能.在Matlab/Simulink搭建统一电能质量调节器的仿真模型.基于该模型的仿真结果验证了提出的控制策略的可行性.

摘要： 针对传统基于瞬时无功功率检测中使用锁相环而引起的检测误差,在Park变换原理的基础上,提出了给Park变换矩阵中的角频率一个固定的值,从而省去锁相环,简化了检测电路;针对传统低通滤波器响应有延迟,滤波效果差,分析了平均值滤波法的缺点,提出将改进的平均值滤波模块与低通滤波器相串联的方式;采用Matlab/Simulink平台,搭建检测电路的仿真模型,仿真分析了在三相电网不平衡且发生畸变时的检测效果,结果表明:采用改进的检测法不仅保证了滤波的准确性,还提高了检测的快速性,满足统一电能质量调节器(UPQC)的检测要求.

摘要： 电网电压不平衡时,电流电压波动较大,基于模块化多电平变换器(MMC)的统一电能质量调节器(UPQC)采用简单的PI控制难以调节电能质量.针对MMC-UPQC在电网电压不平衡的运行状态,提出一种基于正负序分离MMC-UPQC的微分平坦控制(DFBC)方法,它能够综合治理电压和电流的电能质量问题.首先,根据MMC-UPQC的拓扑结构,建立其在不平衡电网下的数学模型,分析MMC-UPQC的内部特性,验证MMC-UPQC的平坦性和稳定性;然后,根据正负序分离方法,采用无需锁相环方法对检测量进行分离,基于微分平坦控制理论,搭建结合前馈参考轨迹和误差反馈补偿的微分平坦控制器,并将其应用到多电平、高电压的MMC-UPQC电能质量补偿系统中,综合解决电网电压不平衡状态下的电网电能质量问题;最后,通过实验验证了基于所提微分平坦控制器的MMC-UPQC系统解决电压暂升、暂降和注入谐波问题的有效性和优越性.

摘要： 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.

摘要： 提出了一种多功能的统一电能质量调节器(UPQC),该UPQC能够接在三相三线或三相四线配电系统中,实现串并联电力调节,即在仅有三相三线电力系统可用的条件下,也可通过中性线对已安装的负载进行补偿.与大多数UPQC使用的控制量是非正弦量的控制策略不同,该UPQC采用直接补偿控制策略,使得控制量是正弦量,将UPQC的串联有源滤波器作为基波正弦电流源,并联有源滤波器作为基波正弦电压源.受控参考量是正弦量,无需检测电压和电流补偿量,降低了计算补偿量的复杂度.在同步旋转坐标系(SRF)中,电流控制器和电压控制器的控制参考量是连续的,使用传统的PI控制器,即可降低系统的稳态误差.通过仿真结果验证分析该UPQC的补偿效果和控制策略的有效性.

摘要： 在d-q坐标系下,统一电能质量调节器(UPQC)的数学模型是一个耦合的非线性系统,针对该系统,采用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.并对这两种方法进行仿真比较.

摘要： 由于传统统一电能质量调节器(UPQC)无法实现系统电源电压深度跌落和短时中断的补偿功能,本文提出一种基于晶闸管和储能的新型统一电能质量调节器(UPQC).与传统的UPQC不同,该基于晶闸管和储能的新型UPQC加入了双向晶闸管,超级电容储能和双向直流一直流变换器模块,并去掉了传统UPQC中的串联逆变器,这样就在传统UPQC基础上增加了系统电源电压深度跌落和短时中断的电压补偿功能.基于该拓扑结构,本文提出了一种快速关断晶闸管的方案,可以实现启动电压补偿的无缝切换.同时该新型UPQC仍然具备有源滤波,无功补偿和三相不平衡补偿功能.仿真和实验证明了该方案可以有效全面的解决电能质量问题.

摘要： 随着计算机科学技术的进步与发展,信息技术越来越多和各个传统生产领域结合,然而新的技术的投用,设备的高精化,使得设备对其动力的源泉——电能的品质有了更高的需求,电能质量成为越来越多企业的关注的焦点,在保障电能质量的方面,统一电能质量调节器(UPQC)等带有储能单元的治理装置的方法处于主流的地位.本文重点研究储能单元的多目标综合优化问题,建立了综合成本,质量,体积三者的综合最优模型,给出了混合储能给蓄电池寿命带来的延长效应的量化公式,最后对综合评价的雷达图进行了改进.对后继产品的开发设计给出了综合优化指导建议.

摘要： 为解决三桥臂结构的统一电能质量调节器(Unified Power Quality Conditioner,UPQC)中串并联变换器共用一组桥臂的耦合问题,提出一种控制公共桥臂中点电压以一定比例跟随电网电压变化的方法.该方法可实现在较低的直流侧电压下获得良好的串并联补偿性能,同时在不同电网情况下不需模式切换.文中给出了比例系数的选取范围并分析了其对于系统结构和性能的影响.仿真及实验结果验证了该方法的可行性和有效性.

摘要： 统一电能质量调节器(unified power quality conditioner,UPQC)是一种用于提高电网电能质量的装置.UPQC能够对其所接入电网的电压和电流扰动进行分别或同时补偿,以提高输配电网的稳定性并降低扰动对负载的冲击.本文提出一种基于背靠背H桥新型结构的无串联变压器UPQC装置,通过灵活的增加背靠背H桥模块可扩展其运行电压等级,以适用于不同电压等级和容量的输配电网的需求.PscAD/EMTDc的仿真分析,验证了针对这种新型UPQC所提出的并、串联侧控制算法的正确性.

摘要： 针对传统统一电能质量调节器(UpQC)并联补偿单元信号采集精度不高、控制方法存在相间耦合的问题,采用基于FUZZY-PID的补偿信号检测方法,不仅省去检测环节矢量变换与低通滤波,而且提高了检测精度;采用基于电流滞环最优矢量的补偿信号控制方法,不仅解决了相间耦合问题,而且有效提高了控制的实时性和补偿精度.最后经仿真分析和实验验证,表明了该方法的有效性和可行性.

摘要： 本文对统一电能质量调节器(UPQC)的结构和工作原理进行分析,提出了适合于UPQC的指令信号的检测方法,选取定时控制的瞬时值比较方式作为UPQC的并联侧变流器的控制方式,选取SVPWM作为串联侧的控制方式.最后在Matlab/Simulink仿真软件平台上对UPQC进行了建模与仿真研究,仿真结果表明了UPQC结合了并联型APF和串联型APF的优点,它具有良好的补偿特性,能够同时解决配电系统中的多种电能质量问题.

摘要： 统一电能质量调节器（UPQC）作为一种新型的电能质量改善装置,可对电压、电流质量问题进行综合补偿治理。为减小装置体积、降低成本,本文对典型的带相位跳变的电压跌落和三相整流桥负载情况下的能量最优化进行了研究。通过对补偿电压相位的调整控制和对目标电流函数幅值及相位的控制,使得负载平均有功功率完全由电网提供,且UPQC与电网之间的有功交换最小化。同时,为防止在补偿过程中负载电压波形出现断续而提出一种渐变控制方法。仿真结果证实了本文所提方法的有效性和可行性。

摘要： 本文建立了UPQC统一数学模型，提出了一种基于鲁棒H2/H∞的微电网UPQC优化控制方法。该方法将模型参数的不确定性引入到状态方程中，使得闭环系统对所有允许的不确定性同时满足H∞干扰抑制和最优H2性能，把鲁棒H2/H∞控制器的设计转化为具有线性矩阵不等式的优化问题，进而推导出线性动态反馈控制器。理论分析和仿真结果表明该方法具有控制效果好，响应速度快的特点。

摘要： 一种基于统一电能质量调节器的电网电能质量控制系统及方法，该系统包括串联MMC、并联MMC、控制电路；串联MMC、并联MMC形成基于MMC的统一电能质量调节器UPQC拓扑结构，分别通过变压器连接至电网侧和负载侧。该方法包括abc静止坐标系下的MMC模型变换得到dq旋转坐标系下的微分方程矩阵模型；获得MMC在dq旋转坐标系下的串联MMC、并联MMC的小信号模型；利用并联MMC输出补偿电流和稳定直流侧电压；利用串联MMC输出补偿电压。本发明针对基波正序电压分量、基波正序电流分量采用PI调节器，其他分量采用准PR调节器实现无静差控制，不仅针对畸变、谐波及无功功率等情况进行补偿，还对不平衡电源电压及不平衡负载的情况进行补偿，使负载得到可靠供电。

摘要： 本发明公开了一种基于T型三电平的统一电能质量调节器，本发明是针对微电网电能质量问题，提出一种基于T型三电平逆变技术的统一电能质量调节器及控制方法。源、荷检测装置用于检测微电网的电源和负荷实时情况；串联型变换器用于串接在电源与负荷之间；并联型变换器用于并联在负荷侧；直流侧储能单元用于能量的存储；霍尔传感器用于量测变换器输出电流电压信息；模拟量采集单元将模拟信号通过外置AD集中转换成数字量；主数字控制器用于完成运行状态判断、数据分析等功能；驱动电路用于PWM信号的输出及故障硬件保护的实现。针对T型三电平UPQC的控制策略，提出了改进型准比例谐振电流控制策略和PWM脉冲优化切换的中点电压平衡控制策略。

摘要： 本发明公开了一种三相三线制统一电能质量调节器的控制器设计方法，对非线性耦合的统一电能质量调节器进行逆系统解耦，将其与其逆系统组合成具有线性传递关系的伪线性系统，再对这个伪线性系统进行变结构控制器的设计，最后反推得出三相三线制统一电能质量调节器的控制器；本发明还公开了一种三相三线制统一电能质量调节器的控制器设计装置，其逆系统解耦模块将非线性耦合的统一电能质量调节器补偿为线性解耦系统，使控制器的设计简单易行，控制器设计模块采用变结构控制方法对逆系统解耦后的线性系统进行控制器的设计，将设计出的控制器应用到三相三线制统一电能质量调节器，有效地提高了其抗扰动性能。

摘要： 本发明公开了一种电能质量扰动的抑制方法，在获取到配电网中负荷侧瞬时三相电压之后，可以基于park变换理论提取瞬时三相电压的基波正序电压，并计算出补偿电压并注入输电线路，从而缓解电压骤变问题；在获取到配电网中负荷侧瞬时三相电流之后，可以利用瞬时功率理论提取瞬时三相电流的瞬时有功功率和瞬时无功功率，并计算出补偿电流并注入输电线路，达到阻断电流谐波传递以解决电流谐波问题的目的。而且，无论是park变换理论还是瞬时功率理论，其本质上都是矩阵变换，所以能够简化补偿电压和补偿电流的计算过程，缩短计算时间，进而提升本抑制方法的响应速度。此外，本发明还公开了一种统一电能质量调节器，具有如上效果。

摘要： 一种基于统一电能质量调节器的电网电能质量控制系统及方法，该系统包括串联MMC、并联MMC、控制电路；串联MMC、并联MMC形成基于MMC的统一电能质量调节器UPQC拓扑结构，分别通过变压器连接至电网侧和负载侧。该方法包括abc静止坐标系下的MMC模型变换得到dq旋转坐标系下的微分方程矩阵模型；获得MMC在dq旋转坐标系下的串联MMC、并联MMC的小信号模型；利用并联MMC输出补偿电流和稳定直流侧电压；利用串联MMC输出补偿电压。本发明针对基波正序电压分量、基波正序电流分量采用PI调节器，其他分量采用准PR调节器实现无静差控制，不仅针对畸变、谐波及无功功率等情况进行补偿，还对不平衡电源电压及不平衡负载的情况进行补偿，使负载得到可靠供电。

摘要： 本发明属于电能质量调节器技术领域，尤其是一种基于无线电能传输的统一电能质量调节器，针对现有的不能自动清理灰尘的问题，现提出如下方案，其包括箱体和调节器本体，所述箱体的内壁上固定安装电机，所述电机的输出轴上固定安装有转杆，所述转杆上固定安装有第一锥齿轮，所述第一锥齿轮上啮合有第二锥齿轮，所述第二锥齿轮上固定安装有轴杆，所述箱体的内壁上固定安装有风箱，所述风箱的内壁上设置有连接管，所述箱体内设置有过滤箱，所述过滤箱和连接管相通，所述过滤箱内设置有滤网，本发明能够自动清理灰尘，避免调节器因灰尘的堆积而无法正常使用，甚至损毁，使用简单，操作方便。

摘要： 本发明涉及一种基于无线电能传输的统一电能质量调节器，属于变流器技术领域。包括并联变流器、3个高频模块组成的无线电能传输串联DC‑AC变流器；其中，所述公共直流母线连接至并网变流器的直流端口，并网变流器的交流端口连接电网节点；所述无线电能传输串联DC‑AC变流器输入为公共直流母线，输出串联于电网侧节点和负载侧节点之间；本发明利用基于高频隔离的无线电能传输串联DC‑AC变流器实现串并联侧直流隔离，提升串联侧的绝缘强度，提高UPQC系统的整体补偿效果，提升装置的功率密度和补偿装置的利用率。

摘要： 本发明公开了一种基于T型三电平的统一电能质量调节器，本发明是针对微电网电能质量问题，提出一种基于T型三电平逆变技术的统一电能质量调节器及控制方法。源、荷检测装置用于检测微电网的电源和负荷实时情况；串联型变换器用于串接在电源与负荷之间；并联型变换器用于并联在负荷侧；直流侧储能单元用于能量的存储；霍尔传感器用于量测变换器输出电流电压信息；模拟量采集单元将模拟信号通过外置AD集中转换成数字量；主数字控制器用于完成运行状态判断、数据分析等功能；驱动电路用于PWM信号的输出及故障硬件保护的实现。针对T型三电平UPQC的控制策略，提出了改进型准比例谐振电流控制策略和PWM脉冲优化切换的中点电压平衡控制策略。

摘要： 本发明公开了一种三相三线制统一电能质量调节器的控制器设计方法，对非线性耦合的统一电能质量调节器进行逆系统解耦，将其与其逆系统组合成具有线性传递关系的伪线性系统，再对这个伪线性系统进行变结构控制器的设计，最后反推得出三相三线制统一电能质量调节器的控制器；本发明还公开了一种三相三线制统一电能质量调节器的控制器设计装置，其逆系统解耦模块将非线性耦合的统一电能质量调节器补偿为线性解耦系统，使控制器的设计简单易行，控制器设计模块采用变结构控制方法对逆系统解耦后的线性系统进行控制器的设计，将设计出的控制器应用到三相三线制统一电能质量调节器，有效地提高了其抗扰动性能。

摘要： 本实用新型涉及一种基于无线电能传输的统一电能质量调节器，属于变流器技术领域。包括并联变流器、3个高频模块组成的无线电能传输串联DC‑AC变流器；其中，所述公共直流母线连接至并网变流器的直流端口，并网变流器的交流端口连接电网节点；所述无线电能传输串联DC‑AC变流器输入为公共直流母线，输出串联于电网侧节点和负载侧节点之间；本实用新型利用基于高频隔离的无线电能传输串联DC‑AC变流器实现串并联侧直流隔离，提升串联侧的绝缘强度，提高UPQC系统的整体补偿效果，提升装置的功率密度和补偿装置的利用率。