微電網(wǎng)中統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器控制方法研究.pdf

1、隨著微電網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展,微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)和電力負荷將日益復(fù)雜化,多種電能質(zhì)量問題在微電網(wǎng)系統(tǒng)中同時出現(xiàn)的概率越來越高。為了解決微電網(wǎng)中存在的電壓波動、三相不平衡和諧波等多種電能質(zhì)量問題,本文采用統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器(Unified Power Quality Controller,UPQC)對微電網(wǎng)的電能質(zhì)量進行控制。由于UPQC的控制策略直接影響其對電能質(zhì)量的綜合補償能力,因此,本文著重對UPQC的控制方法進行研究。
　　深入分析了

2、UPQC的基本結(jié)構(gòu)、工作原理及補償指令信號的產(chǎn)生原理,根據(jù)狀態(tài)空間理論建立了UPQC的統(tǒng)一數(shù)學(xué)模型,為UPQC控制方法的研究打下了良好的基礎(chǔ)。
　　針對UPQC諧波電流檢測方法存在的延時問題,提出了一種基于前向線性預(yù)測理論的諧波電流預(yù)測控制方法,推導(dǎo)出了最佳預(yù)測系數(shù)正則方程、諧波電流最小預(yù)測誤差和階更新方程,給出了1-3階濾波器的預(yù)測系數(shù)和最小預(yù)測誤差值。該方法能準確預(yù)測諧波電流,通過自適應(yīng)模糊控制方法,實現(xiàn)最小誤差補償。仿真和實

3、驗結(jié)果表明,該方法具有預(yù)測控制精度高、快速跟蹤能力強和補償效果好等特點。
　　針對 UPQC常用控制方法大都是對串聯(lián)和并聯(lián)部分分別進行控制存在綜合補償效果較差等問題,提出了一種基于魯棒 H2/H∞優(yōu)化理論的UPQC控制方法,該方法將UPQC系統(tǒng)模型參數(shù)的不確定性引入到系統(tǒng)狀態(tài)方程中,使得閉環(huán)系統(tǒng)中所允許存在的不確定性能夠同時滿足最優(yōu)H2性能和H∞干擾抑制,把魯棒H2/H∞控制器的設(shè)計轉(zhuǎn)化為具有線性矩陣不等式的優(yōu)化問題,進而推導(dǎo)出U

4、PQC的線性動態(tài)反饋控制器,實現(xiàn)了對UPQC的優(yōu)化控制,仿真分析表明該方法具有響應(yīng)速度快、魯棒性強等特點。
　　針對現(xiàn)有UPQC的控制方法對于UPQC輸入、輸出和狀態(tài)的約束條件控制效果較差等問題,提出了一種基于變約束預(yù)測理論的UPQC控制方法。該方法在魯棒預(yù)測控制的基礎(chǔ)上,通過在線優(yōu)化控制方法構(gòu)建當(dāng)前狀態(tài)的反饋控制矩陣的凸組合系數(shù),確定對應(yīng)的控制約束,增加了在線求解的自由度,減少了運算時間,綜合考慮了 UPQC系統(tǒng)的動態(tài)性能和狀態(tài)