[发明专利]一种基于UPFC的微网电源及负载不平衡补偿方法

说明书

本发明公开了一种基于UPFC的微网电源及负载不平衡补偿方法，涉及微电网领域，具体的说是涉及微网不平衡补偿。基于本发明一种基于UPFC的微网电源及负载不平衡补偿方法，其结构主要包括：微网电源、微网负载、公共电网连接点PCC1、微网连接点PCC2、UPFC并联侧一次绕组和二次绕组、串联侧一次绕组和二次绕组、并联侧电力电子变换器、串联侧电力电子变换器、直流侧电容、控制器；通过对UPFC串、并联侧变换器分别进行负序dq解耦闭环控制，使得串联侧变换器输出不平衡电压，补偿微网连接点PCC2处的不平衡电压，同时并联侧变换器输出不平衡电流，补偿微网负载所需的不平衡电流。本发明可补偿微网电源和微网负载的不平衡电压电流，保证公共电网和微电网的电能质量，调节速度快，应用前景广泛。

技术领域

本发明涉及微电网领域，具体涉及微网不平衡补偿。

背景技术

随着全球经济迅猛发展，对能源的需求也剧烈增长，由此导致的环境问题也日益突出，我国于2020年12月提出了“双碳”目标。实现“双碳”目标的一个重要途径则是新能源分布式发电的大量推广，而为了充分利用分布式发电区域性强的优点、避免其出力不稳定的缺点，微网成为其一大承载形式。并网型微网与公共电网相连，进行功率交换，既可以在微网发电不足时保证本地负载用电，也可以在微网发电过剩时将多余能源输送至公共电网，实现清洁能源的有效消纳。

但是微网的发电特性和控制方法与传统电网截然不同，大量的微网接入公共电网会对公共电网的稳定性和电能质量造成影响。这些影响中，一方面，由于微网的发电容量相比公共电网较小，且由于微网的特殊性，馈线的长度差异以及单相负荷占据较大负荷比例，导致供电电压和电流的不平衡问题在微网之中更加突出，微网的电能质量下降必然又反过来对公共电网的电压造成影响。

随着柔性交流输电技术的发展，许多应用于交流输电系统的电力电子装置（FACTS）应运而生，其中主要包含：串联补偿装置如晶闸管控制串联电容器（TCSC）、晶闸管控制串联电抗器（TCSR）、静止同步串联补偿器（SSSC）等，并联补偿装置如静止无功补偿器（SVC）、晶闸管控制制动电阻器（TCBR）、静止同步补偿器（STATCOM）等，综合控制装置如统一潮流控制器（UPFC）等。其中，统一潮流控制器综合了串、并联补偿的功能和特点，还能有效控制线路潮流，实现单位功率因数调节，通过合理的控制，可以实现多种功能。因此统一潮流控制器也被称作功能最强大、特性最优越的新一代柔性交流输电装置。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于UPFC的微网电源及负载不平衡补偿方法，有效地补偿微网负载所需的不平衡电流、并且补偿微网电源和公共电网连接处的不平衡电压，使得负载所需的不平衡功率、微网电源电压电流的平衡度和公共电网电压电流的平衡度同时得到满足。

本发明采取的技术方案为：它包括微网电源、微网负载、公共电网连接点PCC1、微网连接点PCC2、UPFC并联侧一次绕组和二次绕组、串联侧一次绕组和二次绕组、并联侧电力电子变换器、串联侧电力电子变换器、直流侧电容、控制器；其特征在于：所述的UPFC并联侧一次绕组A、B、C相分别并联于PCC1处线路的A、B、C相；所述的UPFC串联侧二次绕组对应的一次绕组为UPFC串联侧一次绕组，串联于PCC1和PCC2之间；所述的微网电源并联于PCC2上；所述的微网负载并联与PCC2上；所述的UPFC并联侧二次绕组对应的一次绕组为UPFC并联侧一次绕组，与并联侧变换器串联；所述的并联侧电力电子变换器串联于UPFC并联侧二次绕组和直流侧电容之间；所述的直流侧电容串联于并联侧电力电子变换器和串联侧电力电子变换器之间；所述的串联侧电力电子变换器串联于直流侧电容和UPFC串联侧一次绕组之间；所述的UPFC串联侧一次绕组与串联侧电力电子变换器串联；所述的控制器分别向并联侧电力电子变换器、串联侧电力电子变换器发送6路并联侧变换器开关管信号和6路串联侧变换器开关管信号。

所述的UPFC并联侧一次绕组为不带分接头绕组，且三相绕组联结方式为星形不接地联结。

所述的UPFC串联侧一次绕组为不带分接头绕组，且三相绕组联结方式为星形不接地联结。