[发明专利]一种统一电能质量调节器的双环复合控制方法

权利要求书

1.一种统一电能质量调节器的双环复合控制方法，包括以下步骤：

⑴采用三相三线制的UPQC拓扑结构图建立同步旋转坐标系下的数学模型；其中

串联型三相变流电路数学模型为

，

，

并联型三相变流电路数学模型为

，

式中：是相对直流侧的等效输出增益，和是在同步旋转坐标系下串联侧的电感电流，和为同步旋转坐标系下的补偿电压，为串联侧耦合电感的串联电阻，为d轴输入电流分量，为串联侧q轴的电容电流分量，为串联侧补偿电感，为UPQC直流侧电压，为串联侧d轴的电容电流分量，为q轴的补偿电流分量，为串联滤波电容，为滤波器上q轴的电容电压，为滤波器上d轴的电容电压，和是同步旋转坐标系d轴和q轴上的补偿电流，和为同步旋转坐标系下的负载侧电压，为并联侧耦合电感的串联电阻，为并联侧补偿电感；

⑵UPQC双闭环电压控制：

以所述串联型三相变流电路作为电压源，输出与负载电压和电网电压差值大小相等方向相反的补偿电压，式中为负载电压，为电网电压，为ABC三相所在相组；

然后补偿电网电压中的谐波电压和负序、零序分量，得到与电网电压基波正序分量同相位的正弦波负载电压；最后使用双闭环PI控制，跟踪补偿电压指令，并运用空间矢量调制得到控制触发脉冲信号，输出电压补偿量间接控制补偿电网电压获得正弦负载电压：

式中：为串联侧电压环的d轴电压指令，为串联侧电压环的q轴电压指令，为补偿电压d轴分量，为补偿电压q轴分量，为d轴上电压环的积分系数，为q轴上电压环的积分系数，为d轴上电流环的积分系数，为q轴上电流环的积分系数，为d轴上电流环的比例系数，为q轴上电流环的比例系数，为d轴上电压环的比例系数，为q轴上电压环的比例系数；

⑶以所述并联型三相变流电路作为电流源，输出与电网电流和负载电流差值大小相等方向相反的补偿电流，式中为电网输入电流，为负载电流，为abc三相所在相；

⑷设计电流环PI：

根据UPQC并联侧的被控对象在s域的传递函数，得到UPQC单闭环PI电流控制的闭环传递函数：

式中：为d，q轴上PI控制器的比例系数，为d，q轴上PI控制器的积分系数；

同时，加入零阶保持器，其传递函数为：；T_s是采样周期；

⑸设计重复控制器：

建立重复控制器的传递函数：；其中，；

式中：表示重复控制器内膜；表示补偿器；为周期性延迟环节；为衰减滤波器；是重复控制器增益系数；表示超前环节，用于相位补偿，h=3；为低通滤波器；

⑹结合PI控制内环和重复控制器外环，进行复合协调控制，跟踪电流补偿指令，输出补偿电流，间接控制电网输入电流为正弦电流。

2.如权利要求1所述的一种统一电能质量调节器的双环复合控制方法，其特征在于：所述步骤⑴中的三相三线制的UPQC拓扑结构图由一个串联型三相变流电路和一个并联型三相变流电路共用一个直流侧电容组成；其中所述串联型三相变流电路通过耦合变压器串联接在负载与电网之间；所述并联型三相变流电路并联在非线性负载上。