[发明专利]一种统一电能质量调节器的双环复合控制方法

摘要

本发明涉及一种统一电能质量调节器的双环复合控制方法，该方法包括以下步骤：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；⑵UPQC双闭环电压控制：以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，经双闭环PI控制获得正弦负载电压：⑶以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；⑷设计电流环PI，同时，加入零阶保持器；⑸设计重复控制器：建立重复控制器的传递函数；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。本发明可有效改善跟踪能力、补偿性能。

主权项

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：；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，一般选取；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。