储能式UPQC负载电压全补偿容量配置策略

发布时间：2020-06-15 00:40

【摘要】：随着国民经济的快速发展,我国对于电力能源的需求越来越高,但是现代化工业进程的加快,各种用电设备对电能质量的要求也在不断提高,因此如何保证电能质量的稳定和高效,已成为电力研究领域的热点问题。统一电能质量控制器(UPQC)主要由并联型有源电力滤波器、串联型有源电力滤波器及直流侧电压支撑单元组成,具有动态电压恢复、无功补偿、消除电压和电流中的谐波等功能,是一种综合电能质量治理装置。然而常规UPQC在解决电压补偿问题时,由于直流侧储能不足,往往会导致补偿后的负载电压存在相位跳变,串、并联单元的补偿容量也较大,限制了UPQC的功能发挥。针对以上问题,本文研究的具体工作如下:(1)对目前UPQC常用的电压补偿策略及拓扑结构优缺点进行了介绍,指出把负载电压全补偿策略与储能式UPQC相结合,在实现负载电压全补偿的同时又能降低UPQC串、并联单元的补偿容量是可行的。接着分析了储能式UPQC的工作原理,画出了其单相等效电路图,并基于开关函数建立了串联单元、并联单元、直流储能单元的数学模型。(2)针对常规UPQC电压补偿策略中往往不考虑负载电压相位的补偿问题,本文以系统正常工作时的负载额定电压为参考,对负载电压幅值、相位全补偿进行了介绍,并结合串联电压补偿幅值变化率这一概念,分析了补偿电压、电流的幅值变化范围,分析表明负载电压全补偿更适用于储能式UPQC中。(3)常规储能式UPQC补偿策略,为了实现串、并单元的功率协调分配,可能出现补偿前后负载电压相位跳变问题,这对相位跳变敏感负荷是有影响的。为此,本文对储能式UPQC提出了一种负载电压幅值和相位全补偿容量配置策略。该策略在实现负载电压完全补偿的前提下,利用储能单元能够提供有功功率的特点,通过选择合适的并联补偿电流并使其幅值保持恒定,减小补偿后的电源电流幅值,从而使串联单元保持较低的补偿容量,减小了UPQC的串联单元容量的配置。进行了仿真验证,结果表明,所提策略可以实现负载电压的完全补偿,并减小了UPQC的串联单元补偿容量。(4)设计了UPQC的主电路,包括:串联变压器、功率开关器件的选型;串联滤波电感、串联滤波电容、并联滤波电感、并联滤波电容、直流电容等参数的计算方法。然后对UPQC串、并联单元及不间断供电功能进行了仿真,仿真结果表明,本文所设计的UPQC系统达到了维护负载电压质量及电网电流质量的目的,实现了对负载的不间断供电功能。
【学位授予单位】：湘潭大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TM761.12
【图文】：

系统结构图,系统结构图

图 1-1 MMC 型 UPQC 系统结构图图 1-2 MMC 子模块拓扑结构图MMC 型 UPQC 可以通过改变串联子模块的个数，以适用于不同的电压和功率等级，其功能与常规 UPQC 基本相同。串联补偿单元主要用来解决电网电压幅值突变、不平衡以及谐波等问题，维护负载侧的电压质量。并联补偿单元主要用来解决负载中产生的无功电流及谐波电流等问题，维护电网中的电流质量。由

拓扑结构图,子模块,电网,问题

5QC 可以通过改变串联子模块的个数，以适用于与常规 UPQC 基本相同。串联补偿单元主要用以及谐波等问题，维护负载侧的电压质量。并产生的无功电流及谐波电流等问题，维护电网C 只是对串、并联变流器拓扑结构进行了改进器的常规 UPQC 不同的是，串联子模块直流侧子模块输出的电压，因此直流公共侧不在安装PQC质量问题的装置中，无源电力滤波器因具有结构，是最早在电网中得到应用的电能质量问题补

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