基于双CPU的矿用统一电能质量调节器的研究.pdf

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1、《电气开关》(2015．No．4)15文章编号：1004—289X(2015)04—0015—03基于双CPU的矿用统一电能质量调节器的研究刘国鹏(中煤科工集团太原研究院有限公司，山西太原030006)摘要：近年来，由于电力电子器件的大量应用，给电力系统造成了诸多的电能质量问题，从而使配电线路电能质量差，功率因数低。稳定的电压对于煤矿企业的安全生产来说至关重要。针对此现象，采用了统一电能质量调节器来改善电能质量，分析了基于双CPU的统一电能质量调节器的工作原理，给出了设计方法并进行了系统仿真。关键词：电能质量；谐波；无功补偿；统一电能质量调节器中图分类号：TM714．3文献标识

2、码：AResearchonUnifiedElectricEnergyQualityRegulatorforMineBasedonCPULIUGuo-peng(TaiyuanInstituteofChinaCoalScienceandIndustryGroupCo．Ltd．，Taiyuan030006，China)Abstract：Recently，withthewidelyapplicationofthepowerelectronicsequipments，ittakesmanypowerqualityprob-lemstoelectricpowersystem，makesth

3、epowerqualityofthedistributionsystemtoobadandthepowerfactortoolow．Asteadyvoltageisimportanttocoalcompaniesforsafeproduction．Consideringsuchphenomena，UnifiedPowerQualityConditioner(UPQC)wasusedtoimprovethepowerquality，theoperationalprincipleofUPQCbasedondoubleCPUwasanalyzed，thedesignmethodwas

4、putforwardandsystemsimulationwasrealized．Keywords：powerquality；harmonics；reactivecompensation；unifiedelectricenergyqualityregulator等。1998年日本学者Akagi首次提出了统一电能质量1前言调节器(UPQC)的概念。在这种系统中一个并联有源随着大容量电力电子装置在煤矿中的应用13益广电力滤波器(ShuntActivePowerFilter)和一个串联有泛，我国煤矿电网中的谐波污染日趋严重，给煤矿供电源电力滤波器(SeriesActivePowerF

5、iher)通过公共的系统和各类用电设备带来危害。电力电子装置的开关直流母线组合到一起，就可以同时使几种电能质量功动作向电网中注入了大量的谐波和次谐波分量，导致能得到改善。了交流电网中电压和电流波形的严重失真，代替了传本文根据实际情况介绍了基于双CPU的矿用统统的变压器等铁磁材料的非线性引起的谐波，成为最一电能质量调节器(UPQC)的工作原理，给出了设计主要的谐波源。从安全的角度讲，煤矿中对电能质量方法并对系统进行了仿真。的要求很高，电能质量的下降严重影响着供用电设备2UPQC的基本结构和工作原理的安全经济运行。因此电能质量问题日益突出，引起了供电部门和广大电力用户的普遍重视。统

6、一电能质量调节器(UPQC)的原理图如图1所示。当前，改善电能质量的设备主要包括无源Lc滤如图1所示，UPQC通常由一对串／并联型APF构波器(PassiveLCFilter)、静态无功功率补偿器(Static成，公用一个直流电容。工作时，并联型APF接入负VarCompensator)以及静态补偿器(StaticCompensator)荷侧，主要用于吸收谐波电流、补偿无功和负序电流分量，同时维持两个APF之间的直流电容电压恒定。串基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)重要项目(2012AA06A405)；联型APF接到系统电源侧，在系统和负荷之间对谐波山西省科技重大专

7、项(201ll101026)起到隔离作用，另外，串联型APF还具有维持连接点16<电气开关>(2015．No．4)处电压、补偿电压闪变和不对称的功能。频率的固定，但牺牲了补偿量跟踪误差的固定性。三角波比较硬件比较复杂，跟踪误差比较大，逆变输出谐波含量少，与三角载波频率相同，放大器的增益有限，开关器件的开关频率固定为三角波的频率，补偿量的响应速度比较慢。两者在实际应用中基本各占一半。基于上述两种控制方法的优缺点，本文提出一种恒频无偏差的跟踪控制器【4J。对于滞环控制，其频率和带宽是一对矛盾，不