[发明专利]一种基于统一电能质量控制器的电压跌落补偿装置及方法

权利要求书

1.一种基于统一电能质量控制器的电压跌落补偿装置，该装置通过在系统电源与负荷之间安装统一电能质量控制器调节负载电压，在电网出现电压跌落时，通过统一电能质量控制器瞬时补偿电压。

2.如权利要求1所述的电压跌落补偿装置，其特征在于，所述统一电能质量控制器包括串联式隔离变压器，并联侧整流器与串联侧逆变器；串联式隔离变压器的副边接到配电变压器输出和负载之间，串联侧逆变器接到串联式隔离变压器原边，所述并联侧整流器并联负载侧线路。

3.如权利要求1所述的电压跌落补偿装置，其特征在于，所述并联侧整流器和串联侧逆变器均采用一字三电平结构，并联侧整流器为中性线引出的三相四线结构，串联侧逆变器为三相三线结构。

4.如权利要求2所述的电压跌落补偿装置，其特征在于，所述并联侧整流器主要作用在于稳定直流电压，从电网回馈或吸收能量；所述串联侧逆变器主要作用是根据给定逆变电压；所述串联式隔离变压器作用是将串联侧逆变器逆变电压叠加至电网相电压上。

5.一种基于统一电能质量控制器的电压跌落补偿方法，该方法通过在配电变压器输出端和负载之间安装设备，检测和补偿电压跌落，其特征在于，所述方法是通过统一电能质量控制器来实现的，并联侧整流器用于稳定直流电压；串联侧逆变器主要作用是根据给定逆变电压；串联式隔离变压器作用是将串联侧逆变器逆变电压叠加至电网相电压上，所述的电压跌落检测方法，利用二阶广义积分方法配合瞬时功率计算方法精确检测电压跌落事件；所述的电压跌落补偿方法，通过二阶广义积分和瞬时功率方法计算串联侧输出幅值，将串联侧逆变器逆变电压通过串联式隔离变压器叠加至电网相电压上。

6.如权利要求3所述的方法，其特征在于，通过二阶广义积分方法配合瞬时功率计算方法精确检测电压跌落事件，具体包括以下步骤：

(1)三相电压首先经过clark变换得出U_α、U_β作为输入量；

(2)通过广义二阶积分法得到正序分量U_{α_pos}、U_{β_pos}，和负序分量U_{α_neg}、U_{β_neg}；

(3)瞬时功率计算方法分解出dq轴正序分量U_{d_pos}、U_{q_pos}，和负序分量U_{d_neg}、U_{q_neg}；

(4)U_{d_pos}代表基波峰值，U_{q_pos}接近为零，负序分量U_{d_neg}、U_{q_neg}也接近为零；当电压跌落U_{d_pos}值也瞬时改变，在单相或两相跌落时，会产生负序电压，U_{d_neg}、U_{q_neg}也会瞬时改变，当相关分量触发阈值，即可精确检测到电压跌落事件。

7.如权利要求3所述的方法，其特征在于，通过统一电能质量控制器串联侧解决电压跌落补偿问题，通过如下步骤实现：

(1)通过广义二阶积分法得到正序瞬时功率计算方法提取DQ轴正负序电压电流，提取电压的补偿量，超过阈值触发补偿；

(2)串联侧通过直接给定加PI控制器闭环的方法，计算占空比，控制IGBT生成SPWM，实现电压瞬时补偿；控制器可是PI控制器也可是其他控制器。