基于无变压器UPQC的分布式发电系统电能质量与潮流控制

With the development of modern science and technology, various kinds of complicated, sophisticated and power quality sensitive electrical equipment are widely used which improves the requirements for the quality and reliability of power supply. However, factors that cause power quality problems are constantly growing at the same time.The popularization of distributed generation (DG) technologies in recent years also has brought new challeges to the power quality control.All these contradictions of the above problems become more and more critical..Compared to the traditional power generation system, the distributed generation system changes greatly in the grid structure, load type and electrial equipment. In this situation, the capabilities of single-function power quality compensating devices utilized (i.e. series compensating devices or shunt compensating devices) are usually limited as they can only solve one or two type power quality problems. Simutaneously, the coupling or isolation transformers used in series compensating devices also exist some problems..Therefore, this research project will explore a transformerless Unified Power Quality Conditioner (UPQC) utilized in distributed generation system to achieve unified power quality and power flow control, and to ensure safe, reliable, high quality power supply and high energy efficiency. The main research including in its topology, basic principles, unified control strategy and experimental verification, etc. This project has great theoretical and practical significance in ensuring the power supply for important electrical equipment and conservation of energy and resoures.

现代科技的发展，一方面，各种复杂的、精密的、对电能质量敏感的用电设备不断普及，人们对电能质量及可靠性的要求越来越高；另一方面，造成电能质量问题的因素不断增长。特别是近年来分布式发电技术的普及对电能质量的控制又带来了新的挑战。上述矛盾愈来愈突出。.分布式发电系统中，电网结构、负荷类型和用电设备等均发生了重大变化。这种情况下采用单一的电能质量控制装置（如并联或串联补偿器）都会存在一定不足。同时，串联补偿器中常用的耦合或隔离变压器，会带来许多不利因素。.本项目提出采用无变压器通用电能质量控制器（UPQC）来对分布式发电系统的电能质量和潮流进行控制，提高能源利用效率，确保安全、可靠、优质的电力供应。主要研究内容包括：无变压器UPQC的拓扑结构、控制原理，并网发电与系统电能质量和潮流的统一控制策略及实验验证等。本项目的研究，对保障重要设备的供电电能质量，节约能源和资源具有重要的理论和现实意义。

现代科技的发展，一方面，各种复杂、精密、对电能质量敏感的用电设备不断普及，人们对电能质量及可靠性的要求越来越高；另一方面，造成电能质量问题的因素不断增长。特别是近年来分布式发电技术的普及对电能质量的控制又带来了新的挑战。. 分布式发电系统中，电网结构、负荷类型和用电设备等均发生了重大变化。这种情况下采用单一的电能质量控制装置（如并联或串联补偿器）都会存在一定不足。同时，串联补偿器中常用的耦合或隔离变压器，会带来许多不利因素。. 本项目提出采用无变压器通用电能质量控制器（UPQC）对分布式发电系统的电能质量和潮流进行控制，提高能源利用效率，确保安全、可靠、优质的电力供应。主要研究内容包括：无变压器UPQC的拓扑结构、控制原理，建模、锁相、并网发电与系统电能质量控制策略及实验验证等。. 项目提出了一种基于空间矢量调制（SVM）的无变压器（三桥臂）UPQC矢量控制方法。通过构造虚拟空间平面，从矢量合成的角度在调制过程中自然实现了公共桥臂解耦，大大简化了控制的复杂程度，为控制系统设计带来了极大的灵活性和便利性。. 提出了一种基于寄生升压电路的无变压器有源电压质量调节器，这种结构在保留DySC体积、重量成本以及运行效率等优点的同时显著提升了其补偿能力，在很大程度上拓展了这种无变压器结构的应用范围。. 提出了一种LCCL电力滤波器，更好的滤除开关频率附近纹波，保证了入网电流的正弦度，且具有更好的抑制参数变化能力，方便进行基于电容电流反馈有源阻尼的控制器设计。 . 提出了一种恶劣电网下单相系统的电网同步锁相算法，具有动态响应快、结构简单、易于实现以及谐波抑制能力强等特点。提出了一种基于通用延迟信号叠加算子的三相谐波及相序检测算法。算法具有很强的鲁棒性能，在三相电网出现不平衡，电压跌落、突升，相位跳变以及频率波动时，也够保持良好的跟踪精度。. 本项目的研究，对保障重要设备的供电电能质量，节约能源和资源具有重要的理论和现实意义。