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统一电能质量调节器及其综合检测方法研究

发布时间:2018-02-28 04:21

  本文关键词: 电能质量 统一电能质量调节器 补偿量综合检测 多通道正弦幅值积分器 时域电流检测法 出处:《太原科技大学》2017年硕士论文 论文类型:学位论文


【摘要】:目前,电力能源已成为人类社会依赖度最高的能源形式。由于电力系统日趋复杂化,各类电力负载变得多样化,在电能的输送与消耗过程中,发生各类电能质量问题在所难免,控制调节电能质量,保证优质电能供应成为电力研究的重要课题。统一电能质量调节器(UPQC)综合了多种电能质量调节装置的功能,对电压质量问题、电流质量问题以及无功功率的补偿治理效果良好,是一种很有前途的电能质量调节装置。本文首先分析了UPQC的主要功能与基本原理,并以三相三线制UPQC为研究对象分别建立了其各部分数学模型,在此基础上研究了大容量并联型UPQC、模块化多电平UPQC以及混合型UPQC几种新型UPQC的拓扑结构与工作原理。其次,分析了UPQC补偿量的检测计算方法,针对传统锁相环在电压不对称且畸变状态下相位检测失准的问题,采用带负反馈的多通道正弦幅值积分电路从原始电压信号中提取出基波电压的正序分量,将提取信号与实际电压做差可直接生成电压补偿指令,省去了锁相环,计算量大大减少。再次,分析了几种非正弦条件下的功率定义体系,采用基于Fryze功率定义的FBD电流检测法,将电压检测部分提取出的基波正序电压作为参考信号,无需锁相环,使得电流补偿量的检测不受电网电压状态的影响。采用周期固定的积分模块提取等效有功电导的直流分量,降低了电流检测的时间延迟。电压和电流检测部分作为一个整体,实现了UPQC补偿量的综合检测。最后,在跟踪补偿控制方法相同的前提下,对比了UPQC在四种检测方法下的补偿结果,采用本文研究的综合检测方法时,UPQC达到电流稳定补偿的时间最短,不同电压状态下,补偿后的电源电流畸变率最低,对电压暂降、不对称、谐波畸变治理效果良好。
[Abstract]:At present, power energy has become the most dependent energy form in human society. As the power system is becoming more and more complicated, all kinds of power loads become diversified. In the process of transmission and consumption of electric energy, it is inevitable that all kinds of power quality problems occur. Control and regulation of power quality and guarantee of high quality power supply have become an important subject in power research. UPQCC integrates the functions of various power quality regulators, and solves the problem of voltage quality. The current quality problem and reactive power compensation have good effect. It is a promising power quality regulator. This paper first analyzes the main functions and basic principles of UPQC. Taking three-phase three-wire UPQC as the object of study, the mathematical models of each part of the UPQC are established respectively. Based on this, the topological structure and working principle of several new types of UPQC, such as large capacity parallel UPQC, modular multilevel UPQC and hybrid UPQC, are studied. This paper analyzes the detection and calculation method of UPQC compensation, aiming at the misalignment of phase detection in traditional PLL under the condition of voltage asymmetry and distortion. The sinusoidal amplitude integration circuit with negative feedback is used to extract the positive sequence component of the fundamental voltage from the original voltage signal. The voltage compensation instruction can be directly generated by the difference between the extracted signal and the actual voltage, and the phase-locked loop is eliminated. Thirdly, several power definition systems under non-sinusoidal conditions are analyzed. Using the FBD current detection method based on Fryze power definition, the fundamental positive sequence voltage extracted from the voltage detection part is used as the reference signal, and the phase-locked loop is not required. The detection of current compensation is not affected by the voltage state of the power network. The DC component of the equivalent active conductance is extracted by the integral module with fixed period, which reduces the time delay of the current detection. The voltage and current detection part is taken as a whole. Finally, on the premise of the same tracking compensation control method, the compensation results of UPQC under four detection methods are compared. By using the comprehensive testing method studied in this paper, it is found that UPQC has the shortest time to achieve current stability compensation. Under different voltage conditions, the power source distortion rate after compensation is the lowest, and the effect on voltage sag, asymmetry and harmonic distortion is good.
【学位授予单位】:太原科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TM761

【参考文献】

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本文编号:1545735

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