[发明专利]统一电能质量调节装置及控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及统一电能质量调节技术，特别是涉及统一电能质量调节装置的拓扑结构。

背景技术

目前，随着新能源发电和电力电子技术的广泛应用，非线性、冲击性和不平衡负荷的投入使用，严重影响了电力系统的安全稳定运行。为了保证电网的稳定性，提出了对电能质量的要求。统一电能质量调节器(UPQC)作为能同时补偿电压跌落、电压不平衡、谐波电压、谐波电流、无功电流等多种电能质量的装置，成为补偿电能质量装置的首选。现有的UPQC在无中性线的电力系统下条件下只能补偿无中性线的非线性负载，在有中性线的电力系统条件下补偿有中性线的非线性负载，存在着极大的局限性。针对上述问题，本发明提出了一种新型统一电能质量调节装置。

发明内容

本发明的目的是：克服现有的统一电能质量调节器在适用性上的单一局限性。

本发明是统一电能质量调节装置及输入电流控制方法，统一电能质量调节装置,包括三相三桥臂串联有源滤波器、三相四桥臂并联有源滤波器，串联变压器、串联L滤波器、并联LC滤波器、直流侧电容，所述负载中性点连接在并联有源滤波器的第四个桥臂。

本发明的统一电能质量调节装置的控制方法，由输入电流和输出电压控制方法组成，其步骤为：

步骤1：通过数据采样获得k时刻的三相输出电流i_La(k)、i_Lb(k)、i_Lc(k)和三相输入电流i_sa(k)、i_sb(k)、i_sc(k)；

步骤2：采用步骤1获得的三相输入电流通过锁相环得到锁相角θ＝ωt；

步骤3：采用步骤2所获得的角度θ，按照以下公式将步骤2所获得的三相输出电流i_La(k)、i_Lb(k)、i_Lc(k)变换到虚拟同步旋转坐标系，获得输出电流的有功分量i_Ld(k)和无功分量i_Lq(k)

步骤4：采用与步骤3相同的办法获得输入电流的有功分量i_sd(k)和无功分量i_sq(k)；

步骤5：i_Ld(k)经过低通滤波器环节作用后，得到基波有功分量

步骤6：通过数据采集获得k时刻的直流侧电容C上的电压U_dc(k)，与给定值U_dc(k)^*相减后，进入PI控制器，得到i_dc(k)；

步骤7：i_dc(k)与步骤5得到的基波有功分量叠加后，得到i_sd(k)^*，与步骤4得到的输入电流的有功分量i_sd(k)想减后，进入PI控制器，实现对串联有源滤波器的解耦控制；

步骤8：在dq/αβ坐标变换后，采用二维空间矢量调制技术，实现串联有源滤波器器的桥臂控制；

步骤9：采样三相输出电压幅值、相位，采用步骤获得的θ，通过abc/dq0的坐标变换实现并联有源滤波器的解耦控制；

步骤10：采用PI控制和P控制双环控制分别对并联有源滤波器d、q、0轴进行控制，达到并联有源滤波器的控制目标；

步骤11：在dq0/abc变换后采用基于改进后的三维空间矢量调制技术，实现对并联有源滤波器的四个桥臂的触发控制。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)较传统的统一电能质量调节装置的拓扑结构，根据本发明所提出的统一电能质量调节装置新型拓扑结构，在仅有三相三线电力系统可用的条件下，可对有中性线的非线性负载或无中线的负载进行电力补偿，解决了传统统一电能质量调节器适用范围的局限性。

(2)受控参考量是正弦量，采用直接控制，无需检测电流和电压补偿量，省去了检测环节，可降低计算参考补偿量的计算量，简化算法的复杂性。

(3)改进的三维空间矢量调制，在计算上节省了时间，改善统一电能质量调节器的实时性。

附图说明

图1是本发明的原理示意图，图2是本发明的串联型有源滤波器信号流图，图3是本发明的并联型有源滤波器信号流图，图4是本发明的输入电流控制框图，图5是本发明的输出电压控制框图。

具体实施方式