基于UPQC交直流混合微网电能质量改善方法研究

发布时间：2020-05-08 02:40

【摘要】：交直流混合微电网将交流与直流微电网的优势集合到一起,是微电网智能化的一个方向;微电网的电能质量问题与大电网有诸多不同之处,第一,由于分布式发电单元出力大都具有间歇性和波动性的特点,如果不能实时精确控制,微电网中电能质量将会降低;第二,由于负载中普遍采用了各种类型的变流器,这些非线性负载在电网中扮演着谐波源的角色,会使电网中电流谐波含量升高,从而威胁到其他敏感性负载的正常工作。针对交直流混合微电网的基本结构特点,构建统一电能质量调节器(Unified Power Quality Conditioner,UPQC)的拓扑结构,对UPQC的工作原理及功率流动情况进行深入分析,建立串联电压补偿单元、并联电流补偿单元和直流储能单元三个主要部分的数学模型。UPQC系统补偿电流与补偿电压信号的生成是否实时、准确,是系统实现的基础。首先,以瞬时无功理论为基础建立了指令电压、电流检测模型,在此基础上,对Park变换法指令电压检测方案、p-q法和i_p-i_q法指令电流检测方案进行了深入分析,并采用MATLAB构建了指令信号检测的仿真平台,对各种电压、电流检测方法进行了时域、频域仿真分析;其次,针对上述方法中电流信号检测精度受电网畸变电压影响及结构复杂、计算量大的问题,采用了自适应对消方法提取指令电流,仿真结果表明:自适应对消法结构简单,检测精度较高,但仍对电网电压畸变信号比较敏感;最后,针对该问题,又在原方法的基础上增加了网端基波电压提取电路,仿真结果表明:采用改进的网端电压信号提取方式的自适应对消指令电流检测法,滤除了电压信号中的畸变成分,得到的指令电流信号对电压的畸变具有很好的自适应能力。UPQC由串联及并联逆变器的精准控制来实现,为提高响应速度,串联逆变器和并联逆变器分别采用三角波比较法和滞环比较法生成控制信号。逆变器在工况变化时工作点变化范围较大,呈严重非线性,传统储能侧电压PID控制,难以保证UPQC稳定性和快速性;针对这一问题将变论域模糊控制策略引入储能侧电压控制,该方法根据偏差大小在线修正伸缩因子,改变模糊控制的论域,仿真结果表明:储能侧电压控制的改善,提高了UPQC的响应速度和对逆变器非线性的自适应能力。最后,采用有源功率因数校正技术(APFC)控制直流母线电压,提高了电网功率因数,降低了电流畸变率。
【学位授予单位】：沈阳工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM711

【参考文献】