[发明专利]一种单相的统一电能质量调节器控制算法

摘要

本发明提出一种基于瞬时无功功率理论检测的补偿负载端电压并抑制电源电压谐波，而且具备谐波电流补偿功能的单相统一电能质量调节器控制算法，这种控制算法利用检测到的单相系统信号构造出一个虚拟的两相电路，重构两相正交基波电流信号，实现同步旋转坐标系下电流基波有功和无功分量的分解；利用谐波电压信号和重构的基波电流信号，实现对电压谐波和电流谐波的观测和控制，提高单相系统的电能质量。

主权项

一种单相的统一电能质量调节器控制算法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：利用数字锁相环，得到锁相角频率ω，锁相角θ＝ωt；步骤2：由负载侧期望电压u_ap*与sinθ相乘得到u₁，u₁与单相电网电压u_S相减得到谐波电压的指令值步骤3：通过数据采集获得的k时刻的UPQC串联侧滤波电容两端电压u_c(k)，与指令值相减后，进入数字化PI控制器，与三角载波比较后产生串联侧的单相全桥逆变单元的调制信号；步骤4：由调制信号生成UPQC串联侧的单相全桥逆变单元的驱动脉冲；步骤5：通过数据采集获得的k时刻的负载电流i_Lα(k)，利用数字锁相环形成滞后i_Lα(k)π/2的虚拟量i_Lβ(k)；步骤6：采用步骤1所获得的角度θ，按以下公式，将步骤5所获得的i_Lα(k)、i_Lβ(k)变换到虚拟同步旋转坐标系，获得逆变器输出电流的有功分量i_d(k)和无功分量i_q(k)：$\left\{\begin{array}{c}{i}_d\left(k\right)=i_{L\mathrm{\α}}\left(k\right)\cos \mathrm{\θ}+i_{L\mathrm{\β}}\left(k\right)\sin \mathrm{\θ}\\ i_q\left(k\right)=i_{L\mathrm{\β}}\left(k\right)\cos \mathrm{\θ}-i_{L\mathrm{\α}}\left(k\right)\sin \mathrm{\θ}\end{array}\right.;$步骤7：i_d(k)、i_q(k)经过截止频率低于2倍电网基频的低通滤波器LPF环节作用后，得到基波有功分量i_d0(k)和基波无功分量i_q0(k)；步骤8：通过数据采集获得的k时刻的直流侧电容C上的电压U_dc(k)，与给定值相减后，进入数字化PI控制器；步骤9：PI控制器输出值与步骤7得到的基波有功分量i_d0(k)叠加后，与sinθ相乘后得到I_d0(k)；步骤10：基波无功分量i_q0(k)与cosθ相乘后得到I_q0(k)；步骤11：利用表达式获得谐波电流的指令值步骤12：通过数据采集获得的k时刻的UPQC并联侧滤波电感电流i_c(k)，与指令值相减后，进入数字化PI控制器，与三角载波比较后产生单相全桥逆变单元的调制信号；步骤13：由调制信号生成UPQC并联侧的单相全桥逆变单元的驱动脉冲。