[發明專利]一種統一電能質量調節器網側電流平衡控制方法

在審

• 申請號: 201710248004.5
• 申請日: 2017-04-17
• 公開（公告）號: CN106936143A
• 公開（公告）日: 2017-07-07
• 發明（設計）人: 張純江;趙曉君;柴秀慧;闞志忠;董潔
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產權事務所(普通合伙)13116
• 代理人: 李合印

一種統一電能質量調節器網側電流平衡控制方法，該方法包括以下步驟：將三相電網電壓、負載電壓、負載電流由三相ABC交流坐標系變換到兩相dq旋轉坐標系，坐標變換需要的相位信息由對電網電壓的鎖相獲得；坐標變換后，得到電網電壓、負載電壓及負載電流的交流分量和直流分量，經低通濾波器后，濾除變量中的交流分量；根據濾波后的直流分量和瞬時功率理論，計算網側基波有功電流；將網側基波有功電流與直流母線電壓調節結果疊加得到三相網側基準電流幅值。本發明方法不僅能夠改善網側三相電流平衡度、減小直流母線電壓波動，還能提高系統的動態響應速度，克服了直流母線電壓環對穩態控制效果差及動態響應速度慢的缺點。

技術領域

本發明涉及電力電子領域和電力系統領域，尤其涉及一種統一電能質量調節器網側電流平衡控制方法，用于對電網電能質量進行控制。

背景技術

目前，國內的低壓配電系統廣泛的采用三相四線制，這種系統三相之間可以相互獨立運行。三相回路帶不平衡負載時，網側三相電流也會出現不平衡狀態，導致網側中線流過電流，負載不平衡程度越大，網側中線電流就越大。三相四線制系統中，一般會選擇網側中線作為主電路和控制電路的參考地，網側中線有電流流過時，中線電位不為零，導致參考地發生偏移，不僅影響控制精度和效果，還會使三相電壓出現不平衡狀態，導致相電壓不同程度的高于或低于額定電壓，造成用電設備的損壞。

統一電能質量調節器(Unified Power Quality Conditioner,UPQC)系統中為了克服不平衡負載對網側中線電位偏移的影響，要求對網側電流加以控制，使三相網側電流在不平衡負載狀態下保持平衡的狀態。當UPQC帶不平衡最為嚴重的單相負載時，直流母線電壓波動最大。在現有控制技術中，UPQC只是通過單一調節直流母線電壓方法來實現網側三相電流的平衡，該控制方法的缺陷體現在穩態和動態兩方面。穩態方面：由于系統只帶單相負載，直流母線電壓會出現較大的波動，而直流電壓的控制結果是網側電流幅值基準，這會直接影響到網側三相電流的平衡度。如果母線電壓波動超出一定范圍還會影響負載電壓的控制效果，降低整個系統的運行穩定度和運行指標；動態方面：一般直流母線電壓為外環所控制，其控制環路的帶寬較低，會造成系統動態響應速度較慢。

為了克服UPQC現有控制技術中直流母線電壓環在所述穩態與動態兩方面的缺點，本發明提出了一種基于負載基波有功電流配比補償算法，將所述算法與直流母線電壓外環疊加，不僅可以保證不平衡負載時網側電流的平衡控制，減小直流母線電壓波動，還可以保證系統具有較快的動態響應速度。本發明方法具有很重要的學術價值和非常廣闊的應用前景。

發明內容

本發明目的在于解決UPQC現有控制技術中直流母線電壓環對網側三相電流平衡度控制效果差、直流母線電壓波動大以及動態響應速度慢的問題，提供一種統一電能質量調節器網側電流平衡控制方法，尤其是在不平衡負載條件下，本發明方法優勢更為明顯。

為實現上述發明目的，本發明采用以下技術方案：

一種統一電能質量調節器網側電流平衡控制方法，該方法包括以下步驟：

步驟1，將三相電網電壓v_Sabc、三相負載電壓v_Labc和三相負載電流i_Labc由三相靜止ABC交流坐標系變換到兩相dq旋轉坐標系，坐標變換需要的相位信息ωt由對三相電網電壓v_Sabc的鎖相(Phase-Locked Loop,PLL)得到；

步驟2，坐標變換后，電網電壓為負載電壓為負載電流為經低通濾波器后，濾除變量中的交流分量和其中和為直流分量，代表基波有功電壓和電流；和為交流分量，代表諧波電壓和電流；

步驟3，濾波后得到直流分量和根據網側基波有功功率與負載側基波有功功率相等，計算網側基波有功電流

步驟4，直流母線電壓經PI調節器調節后得到其目的是為穩定母線電壓及維持系統內部損耗；