统一电能质量调节器控制策略及工业装置研究

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1、分类号密级ＵＤＣ编号学位论文统一电能质量调节器控制策略及工並装置研究段耀强指导教师：荆平教授级高级工程师国网智能屯网研究院申请学位：工学硕去学科专业名称：电力电子与电力传动论文提交日期：２０１５年６月论文答辩日期：２０１５年６月学位授予单位：中国电力科学研究院２０１５年６月ＳｔｕｄｏｎｔｈｅｃｏｎｔｒｏｌｓｔｒａｔｅｇａｎｄｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｄｅｖｉｃｅｏｆｔｈｅｙｙｕｎｉｆｉｅｄｏｗｅｒｕａｌｉｔｃｏｎｄｉｔｉｏｎｅｒｐｑｙＡＴｈｅｓｉｓＳｕｂｍ化ｅｄ化化ｅＧｒａ

2、ｄｕａｔｅＳｃｈｏｏｌｏｆＣｈｉｎａＥｌｅｃｔｒｉｃＰｏｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＷｒｉｔｔｅｎＢｙＤｕａｎＹａｏｉａｎｑｇＳｕｐｅｒｖｉｓｅｄｂｙＪｉｎＰｉｎＰｒｏｆｅｓｓｏｒｇｇＩｎＰａｒｔｉａｌＦｕｌｆｉｌｌｍｅｎｔｏｆｔｈｅ民ｅ山ｒｅｍｅｎｔｓｆｏｒｔｈｅＤｅｒｅｅｑｇｏｆＭａｓｔｅｒＪｕｎｅ２０１５原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、己公

3、开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均己在文中Ｗ明确方式标明。本学位论文原创性声明的法辖责任由本人承担。学位论文作者签名口八年；日期：立＾巧扣关于学位论文版权使用授权的说明本人完全了解中国电力科学研究院关于收集、保存、使用学位论文的规定。同：按照中国电力科学研究院要求提交学位论文的印刷本和电子版本意如下各项内容；中国电为科学研究院有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其他手段保存论文；中国电为科学研究院有权提供目录检索Ｗ及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务

4、；中国电力科学院有权按有关规定向国家有关部口或者机构送交论文的复印件和电子版；中国电力科学研究院可Ｗ适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）ｓｙ公开□保密保密期限＿年月至年月＿＿＿＿学位论文作者签名：日期；立０／文年月么日导师签名：日期：２＾矿年＾月矿日中国屯如科学研究院硕丄－学位论文摘要摘要晚着科学技术不断进步现代工业．商业和居民用电设备对电源特性变化的，敏感性呈逐年上升超势一，对屯能质量的要求也不断提高。统电能质量调节器ＵＰＣス其优良的工■＾乂（Ｑ）レ作特性可解决多种电能质量问

5、题，同时还可从补偿负载无功功率。因此，ＵＰＱＣ更加适合应用于需要同时解决多种复杂电能质量问题的场合。本文主要对ＵＰＱＣ控制策略及工业装置展开了研究。首先，立足于国内外现有的ＵＰＱＣ研究成果，开展了ＵＰＱＣ接入工业园区配屯网的系统分析，根据园区负荷对电能质量的要求，确定了王相互线ＵＰＱＣ的技术特性和功能。，ＵＰ工王其次阐述了本文所研究的王相互线ＱＣ的作原理和作模式。根据其主电路拓扑，分别在互相静止坐标系下和ｄｑ旋转坐标系下建立了王相王线ＵＰＱＣ串联侧变流器、并联侧变流器及直流侧的低频数学模型和小信号数学模型，并讨ＵＰ流侧电压与并联侧有

6、功电流的关ＵＰＣ论了ＱＣ直系。根据控制要求设计了Ｑ的主电路拓扑和主要装置参数。ＵＰＣＵＰＣ低频模型和小信号模型、基于本文推导的Ｑ，设计了Ｑ串并联侧变流器补偿分量的检测方法；并根据ＵＰＱＣ串、并联侧的补偿需求和响应速度设计了相应的控制策咯。ＵＰＣ变流器同输出侧ＲＬＣ针对Ｑ滤波器发生谐振的问题，研究分析其产生原因，设计了有源阻尼控制算法进行抑制，并通过仿真验证了该算法的有效性。最后，基于ＤＳＰ的物理控制器和ＲＴＤＳ的数模混合仿真平台，通过仿真实验验证了所提控制策略的有效性，并据此设计了１０ｋＶ／１ＭＶＡＵＰＱＣ王业装置技术方

7、案。依托本单位高压试验室研发的１０ｋＶ／１ＭＶＡ屯能质量扰动装置试验系统，对所研制的ＵＰＱＣ工业装置的各项补僖功能进行测试，验证其有效性，并对试验结果和数模混合仿真实验结果进行了比对分析。目前，该装置已经在北京某企业投入运行，运行效果良好，各项技术指标达到设计要求。一工业装置：统起能质量调节器尼关键词；拓扑结构；控制算法；有源阻；Ｉ中国电力科学研巧院硕丄＇学位论文ＡＢＳＴＲＡＣＴＡＢＳＴＲＡＣＴＷｉ化化ｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅ打ｔｏｆｓｃｉｅ打ｃｅａｎｄｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，化ｅｓｅｎｓｉｔｉ