電能質量補償器補償電壓降和浪涌的新策略(1)作者：匿名2008年1月23日19336038:10

通道：關鍵詞：摘要：介紹了UPQC的運行機制、檢測方法、控制策略和功能優勢，可補償電網畸變電壓，抑制負荷畸變電流，并指出UPQC在動態補償電壓凹陷和浪涌方面的功能局限性。通過對UPQC系列部分脈寬調制(PWM)技術的分析和研究，提出了根據電壓暫降和浪涌時電壓畸變的變化幅度動態調整三角載波幅度的方法。仿真結果表明，分析正確，設計方案有效。電能質量綜合補償器；脈寬調制；動態調整引論1 隨著微電子、計算機等高科技技術的深入發展，人們越來越意識到優質電源對保證社會正常運轉的重要性。中成功加入WTO，芯片制造、精密加工等外高科技企業紛紛落戶。這些企業所在的地方，如上海浦東開發區、蘇新工業園區，對電壓中斷、閃變、諧波含量等電能質量提出了嚴格的要求。Custompower技術為滿足這些要求，全面解決電能質量問題提供了一種可行的新途徑。該技術將電力電子技術、微處理器技術、控制技術等高新技術應用于中低壓配電和用電系統，降低諧波失真，消除電壓跌落、電壓浪涌、電壓不平衡和供電短期中斷，從而提高供電可靠性和電能質量。目前，近幾年剛出現的GTO、IGBT、IEGT、IGCT等電力電子器件的開關容量和開關頻率基本滿足了中低壓配電和用電系統的要求。此外，由于半導體材料SiC的新研究突破，未來電力電子器件的開關容量和開關頻率將增加幾個數量級，開關損耗將成為現有損耗的十分之一[2]。與Custompower技術密切相關的微處理器，如美TI公司和AD公司的新型數字信號處理器，也具有對Custompower家族各種器件進行數據處理和實時控制的能力[3]。在定制電源系列中，有一種——有源電力濾波器(APF)可以抑制電流和電壓的失真。根據結構和功能的不同，可分為并聯/并聯型、串聯型和串并聯型。根據目前在工業，的應用實踐，并聯有源電力濾波器主要用于抑制非線性負載的電流諧波，使流入電網的電流呈正弦曲線。SeriesAPF主要用于補償電源電壓失真，讓用戶得到標準正弦波電壓。然而，當在系統中單先工作時，分流濾波器或串聯濾波器有一些限制[4]。UPQC是一種電能質量綜合補償器，集并聯型和串聯型于一體，既能抑制電流畸變，又能補償電壓畸變，是一種理想的補償裝置。2電能質量綜合補償器(UPQC)從圖1可以看出，UPQC的主體主要包括一個串聯變換器和一個并聯變換器，由DC電容耦合形成“交流-DC-交流”的結構模式。串聯轉換器通過串聯在電網中的干式變壓器向系統注入補償電壓，以補償電源電壓中的失真。并聯變換器通過電感L2向交流系統注入一定的諧波成分，用于抑制非線性負載產生的諧波電流(當然也可以向電網注入電流無功成分來補償無功)。并聯變換器的另一個功能是向DC耦合電容提供有功電流，以補償UPQC的有功損耗，從而保持電容上的電壓恒定。因為兩個變換器由PWM控制信號控制，所以在變換器的輸出端會產生一定的高次諧波。因此，需要某些無源濾波電路來濾除這些高次諧波，并防止它們流入電網。圖1中的L1、c和L2、c起到上述過濾作用。 #p#分頁標題#e#

2.1 UPQC的檢測方法近年來，針對諧波檢測提出了很多檢測方法，其中一種是基于廣義瞬時無功功率理論和dq0坐標系變換，可以應用于非正弦和不對稱電路，簡稱dq0檢測方法。與其他方法相比，該方法具有良好的實時性和準確性[4]。本文將以dq0變換(或dq0逆變換)為檢測核心，補充其他環節，形成UPQC并串聯部分的檢測方法。圖2是畸變電流的UPQC并行檢測示意圖。在dq0變換中，輸入的三相負載電流ial、ibl、icl被dq0變換，第n個正序分量將成為dq0坐標系中的第(n-1)個分量；第n個負序分量將成為dq0坐標系中的第n個分量。只有對稱基波的正序分量在dq0變換下轉化為D軸和Q軸上的DC分量，零軸分量為零。這樣，如果分別濾除通過ial、ibl和icl的dq0變換獲得的id和iq(即，如圖2中的LPF和減法所示)，則獲得總和，然后通過具有零軸分量i0的dq0逆變換，可以獲得要在a、b和c三相負載電流中補償的失真分量iac、ibc和icc。在圖中，A相電源電壓通過低通濾波器BPF輸入鎖相環鎖相環，鎖相環向dq0變換模塊和dq0逆變換模塊提供實時同步信號。

UPQC系列部分的主要作用是保證用戶負載得到標準正弦電壓，即無論是原電源電壓中高于或低于標準電壓的諧波分量、不對稱分量還是基波分量，都必須濾除。由此，我們得到一個啟示：在檢測電壓失真分量時，我們可以從原始電源電壓中減去一個

2.2UPQC的控制策略UPQC并聯部分既要補償負載電流的諧波分量又要補償UPQC的有功損耗從而維持直流電容上的電壓恒定，因此并聯部分的控制較為復雜。本文采用補償有功損耗的PI控制策略。其原理如圖4所示。

圖4中，將檢測到的電容兩側電壓實際值uc與給定電壓值ucr相比較，兩者之差經PI環節后得到調節信號iq-dcv。由于UPQC的損耗是作為瞬時實功率分量來考慮的，因而iq-dcv實質上是對主電路的損耗進行實時補償分量。當把iq-dcv疊加到圖2中的q軸分量上時（因為瞬時有功電流經dq變換后落在q軸），再經過dq0反變換運算，則在圖2得到的電流iac、ibc、icc中就會包含一定的基波有功電流而變為圖4中的，從而使UPQC的直流電容側與交流側交換能量，讓直流電容兩側電壓uc保持為參考量ucr。較后UPQC并聯側電流待補償量與調制三角波進行比較得到PWM控制信號去控制電力電子開關器件的通斷。從有關UPQC的文獻［5］來看，目前UPQC串聯部分的控制較為簡單，也較為傳統，只要用檢測出的電壓待補償量即調制信號與三角載波進行調制得到PWM控制信號，然后由PWM控制信號直接去控制電力電子開關器件的通斷。前面之所以稱該方法較為傳統，是因為在串聯部分進行電壓畸變量補償時，采用的共2頁:1[2]下一頁 來源：中電站集控運行技術網#p#分頁標題#e#