电网供电系统电能质量调节器优化控制

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1、第32卷第7期计算机仿真2015年7月文章编号：1006—9348(2015)07—0116—05电网供电系统电能质量调节器优化控制乔和，刘连颖，张文斌(辽宁工程技术大学，辽宁葫芦岛125105)摘要：统一电能质量调节器(UPQC)能够解决电网的电压跌落和谐波等问题，但是传统控制方法不能快速对电压骤升或骤降进行快速补偿，系统稳定性能差，并且不能使UPQC中的串联和并联有源滤波器统一工作。为解决上述问题，提出了一种直接前馈反馈控制策略。对单相UPQC进行建模，得出uPQc空间状态模型。利用卡尔曼滤波器提取谐波，

2、H。回路控制器进行协调控制。仿真结果表明，上述控制策略可实现uPQc串联和并联有源滤波器统一工作，使系统具有鲁棒性，提高了系统稳定性和抗扰动性，并在电压骤升或骤降时快速进行补偿，更有效地提高电网电能质量。关键词：电能质量调节器；卡尔曼滤波器；前馈控制；反馈控制中图分类号：TM743文献标识码：BANewTypeofPowerQualityConditionerControlMethodQIAOHe，LIULian-ying，ZHANGWen-bin(LiaoningTechnicalUniversity，Hu

3、ludaoLiaoning125105，China)ABSTRACT：Unifiedpowerqualityconditioner(UPQC)cansolvethepowergridvoltagesagandharmonicproblems，butnotthetraditionalcontrolmethodofvoltagesagsorswellsfastcompensation，systemstabilityispoor，andcallnotmaketheUPQCinseriesandparallelact

4、ivepowerfiltersystemwork．Tosolvetheaboveproblems，putforwardaeli-rectfeedforwardfeedbackcontrolstrategy．ThemodelingofsinglephaseUPQC，obtainstheUPQCstatespacemodel．ExtractionofharmonicusingKalmanfilter，coordinationcontrolloopcontroller，andsimulationexperiment

5、s．ResultsshowthatthecontrolstrategycanrealizetheUPQCseriesandparallelactivepowerf'dtertoworkinunity，SOthatthesystemisrobust，improvesystemstabilityandresistancetodisturbance，andquicklymakecompensationonvoltagesagsorswells，moreeffectivetoimprovepowerquality．K

6、EYWORDS：PowerqualitycontroUer；Kalmanfilter；Feedforwardfeedbackcontrol；H。Loopcontrol1引言如今，大量电压敏感性的负载装置应用于工业生产中，而供电系统中电能质量下降使其更加脆弱，严重会引起较大的经济损失。同时大量的非线性电力电子器件的应用会向电网注入谐波，使得电网电能质量日益下降，提高电网电能质量迫在眉睫。1998年，出现了统一电能质量调节器⋯，其应用目的是同时解决交流电网和负载的电能质量问题。目前，UPQC的控制策略虽已成熟，但

7、是传统的UPQC直流侧闭环控制方法旧1，由于闭环系统本身在工作时自身调节速度较慢，若电网电压发生较大幅度变化时，UPQC的直流侧电压会发生大幅度变化，且恢复的时间较长，这些都会影响UPQC对电网电压变化和谐波电流补偿效果¨J，例如PID控制H]，滞环控制等¨。1。，当系统受到周期性的扰动时，这些控制不能完全保证系统的稳态误差，并且不能实现串联和并联基金项目：辽宁省重点实验室基金项目(1_5210078)收稿日期：2014—09—19修回日期：2014-10-16—116一有源滤波器的统一工作。为解决上述问题，

8、本文提出了一种新型优化控制策略，直接前馈反馈控制方法。首先对UPQC进行了建模¨“，所提出方法基于参考模型和周期干扰信号为基础，可以实现零稳态误差，同时考虑了串联和并联有源滤波器之间的统一工作，提出一个更有效的协调变量ul和112，将uPQC的串并联滤波器作为一个双输入双输出系统，而不是传统的两个单输入单输出系统。同时反馈控制采用H。回路控制，提高系统稳定性，并使系统具有鲁棒性。2UPQC的拓扑结构