基于电子电力变压器配电系统电能质量控制研究

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1、研贿基于电子电力变压器的配电系统电能质量控制研究沈永跃，侯文宝，王崇林(1．徐州建筑职业技术学院，江苏徐州221116；2．中国矿业大学，江苏徐州221008)提出将E的输入侧控制成电流源，输出侧控譬莩詈雾。．朗薏电-7：电力变压器；电能质量；电流源；电压源；控制中图分类号：TM72文献标识码：A文章编号：1009—9492(2010)10—0065—041引言基于脉冲宽度调制技术控制的电压源变换器．只是控制目目前，国内外对电能质量确切的定义尚没有形成统一标不一样，才形成了不同功能的装置。而UPQC则是一种的

2、共识。但大多数专家认为，对现代电能质量的定义应理融合了串联型调节器和并联型调节器的复合型电能质量控解为：导致用户电力设备不能正常工作的电压、电流或频制器，功能更强大。图1是UPQC的原理示意图。率偏差，造成用电设备故障或错误动作的任何电力问题都是电能质量问题。具体表现为：波形的畸变(谐波)、不I变Jk器对称(负序)、闪变、频率偏差、电压波动、电压跌落等。20世纪8O年代以来，随着电力电子技术的发展．非线性电力电子设备和装置在电力系统得到了广泛应用．这些非线性负荷的大量出现，以及其他冲击性、波动性负荷的应用，使

3、得近年来配电系统电能质量问题越来越突出。这无论是对电力系统本身还是对用户都有一定的影响⋯图1统一电能质量调节器结构示意图而另一方面，各种复杂、精密、对电能质量敏感的用电设备不断普及，使得人们对电能的品质要求越来越高。因而，配电系统电能质量控制问题一直是近年来研究的热根据图1，UPQC从结构上而言，是串联型电能质量点。并逐渐形成了FACTS研究领域的又一个重要分支——调节器(如DVR、串联APF)和并联型电能质量调节器DFACTS技术，也被称为用户电力技术(CustomPower)。(如D—STATCOM、并联

4、APF)的集成，在功能上亦融合了目前主要的DFACTS装置有两大类：第一类是基于两种调节器的优点，因此成为当前的研究重点。UPQC利VSC的，如有源电力滤波器(APF)，动态电压恢复器用通过直流环节耦合在一起的串联型电能质量调节器和并(DVR)，配电系统静止同步补偿器(D—STATCOM)，统一联型电能质量调节器．分别补偿电压、谐波和无功功率，电能质量调节器(UPQC)；第二类是基于非VSC的，如固既可以改善系统供给用户的电能的质量．还可以减小用户态切换开关(SSTS)，静止无功补偿器(SVC)等。其中，注入

5、到公共电网的谐波。APF有串联型和并联型两种，是补偿谐波的有力工具；无论是单一功能的APF、DVR，还是复合型的UPQC，DVR是串联型调节器，用于补偿电压的暂时降落；D—都是基于补偿原理实现电能质量调节或控制。因此有两个STATC0M是并联型调节器，用于补偿无功维持目标节点关键技术要解决：一是如何快速、准确地检测出畸变信的电压水平。这几种电能质量调节器的共同点是都采用了号，二是如何进行控制以实施有效的补偿。其中，实时准收稿日期：2010—04—15确地将畸变信号检测和分离出来是研究的难点和重点。围从电网来看

6、，EPT工作在电流源状态．从而可以隔离绕这一问题。国内外先后提出了多种检测理论。负荷的谐波和无功注入电网；从用户侧来看，EPT工作在其中，基于瞬时无功功率理论的检测方法因为实时性电压源状态，从而防止系统的波形畸变和扰动影响负载。较强，得到了广泛应用。即便如此，目前的瞬时无功功率同时，这种工作模式至少还有以下几个优点：理论仍然没有全面而精确地描述出任意周期下的无功功率(1)既不需要检测出电网电压的扰动，也不必检测出的含义，有待进一步研究和完善。由于实时准确地检测出负荷的谐波：畸变信号仍然很困难，目前的电能质量控

7、制装置都存在过(2)可以直接控制注入到电网的电流，必要时，甚至补偿或欠补偿问题。可以为电网提供无功：2电子电力变压器(EPT)系统模型(3)直接控制负荷的供电电压，可以灵活地为负荷提电子电力变压器(ElectronicPowerTransfol'lTler．EPT)供各种定制电源。在输入和输}fJ都有VSC环节，与DFACTS装置非常相似．为了实现这种工作模式，EFrr的输人侧VSC要采用合它在完成常规电力变压器的变压、隔离功能的同时．亦可适的电流控制方案使其按可控电流源工作．而E的输m以实现电能质量控制作用

8、。因此，EPT应用于配电系统侧VSC则采用适当的电压控制方案使其实现可控电压源工后。可以直接利用它实现电能质量调节功能．而不需要附作。配电系统E，为了满足单相负荷的需要．应提供三加其它的电能质量调节装鼍。而且，利用EPT进行电能质相四线制供电电源。采用一般的三桥臂逆变器作为EPrr的量控制时，不需要准确地分离出波形的畸变成份．而只要输出级，将无法提供公共的地端。以期望的标准波形为参考值，即可实现。目