[发明专利]多端统一电能质量控制器直流侧电压控制装置及方法

说明书

技术领域

本发明具体涉及多端统一电能质量控制器直流侧电压控制装置及方法，属于电力系统电力电子技术技术领域。 

背景技术

随着智能电网的建立，除了传统的非线性负荷，如大功率电力电子装置（如节电装置等），大功率的电力拖动设备、直流输出装置、电气化铁路、电弧炉等其他非线性设备造成的电能质量问题外，接入配电网的各种类型的分布式电源、各类储能设备以及电动汽车等新型电力产品将给电网带来更多新的电能质量问题。分布式电源是建立在电力电子技术基础之上的，分布式电源通过电力电子器件构成的变流器装置接入配电网，其开关器件频繁的开通和关断易产生开关频率的谐波分量，大量分布式电源的接入将对电网造成谐波污染。除分布式电源外，电动汽车，这种由变流器、储能设施等组成的非线性负载的广泛使用将给电网带来很大的谐波，大量电动汽车的无序充电会恶化电网电能质量。随着智能电网的建设，大量电力电子设备将接入电网，加重目前电网的电能质量问题。 

但是智能电网中的各种复杂的、精密的通信、计算机及管理等基础设施对电能的供应提出更高的质量要求。与此同时智能电网的建设，将使电力系统的运营更加环保、安全、经济，也将给电力系统的运营带来重大变革。这些变革将更加强调传统的低压配网中的电力用户的权力，电力运营商要为用户定制更 多更具竞争力的市场营销策略，针对用户的不同需求定制不同的服务，允许用户向电网提供多余的电力，根据用户的信誉控制电力的供给，使用户对电能质量有更多的选择。智能电网的建设将给电力系统带来新的活力，同时也会带来一系列新的问题，要求电网为低压配网用户提供更优质且差异化的电能质量服务。 

同时通信技术、计算机技术在电力系统中的使用与完善，先进的系统监控方法的实施以及高级电力电子设备的大量使用，为拓扑结构灵活、可控的电能质量控制装置的使用提供了更高的可能性。 

现有技术中，本发明中涉及的相关电路和元件的用途如下： 

直流侧电压检测电路，用于检测多端统一电能质量控制器的直流侧实际电压V_dc； 

直流侧电压偏差计算电路，用于计算得到多端统一电能质量控制器的直流侧电压实际值V_dc与运行人员设定的多端统一电能质量控制器的直流侧电压参考值V_r之间的直流侧电压偏差V_err； 

共轭滤波电感，用于消除串联有源滤波器差生的谐波； 

串联有源滤波器，用于治理ABC三相电网的电压暂降、电压暂升； 

所述并联滤波器，用于根据滞环控制电路提供的PWM控制信号，产生含多端统一电能质量控制器直流侧电压调压信号i_p的补偿电流； 

PI控制器，用于控制得到多端统一电能质量直流侧电压调压信号i_p。 

发明内容

本发明针对目前智能电网中的各种复杂的、精密的通信、计算机及管理等基础设施的质量不高的不足，提出了多端统一电能质量控制器直流侧电压控制 装置及方法。 

多端统一电能质量控制器直流侧电压控制装置，该装置主要由直流侧电压检测电路、直流侧电压偏差计算电路、PI控制器、补偿运算电路、共轭滤波电感、串联有源滤波器、直流侧电容、若干数目的滞环控制器和若干数目的并联有源滤波器组成；其中， 

若干数目的并联有源滤波器通过直流侧电容与串联有源滤波器相连； 

串联有源滤波器通过共轭滤波电感与ABC三相交流电网相连； 

ABC三相交流电网通过共轭滤波电感与每个用户相连； 

每个并联有源滤波器分别与对应的用户相连； 

每个并联有源滤波器分别与对应的滞环控制器相连； 

补偿运算电路分别与每个用户和每个用户对应的滞环控制器相连； 

直流侧电容与直流侧电压检测电路、直流侧电压偏差计算电路、PI控制器和补偿运算电路依次相连。 

所述补偿运算电路包括αβ变换模块、瞬时电流计算模块、锁相环、第一低通滤波器、第二低通滤波器、正弦余弦信号发生电路、第一逻辑运算模块、第二逻辑运算模块、三相电流计算模块和αβ反变换模块；其中， 

用户与αβ变换模块和瞬时电流计算模块依次相连； 

瞬时电流计算模块分别与第一低通滤波器、第二低通滤波器、第一逻辑运算模块、第二逻辑运算模块和正弦余弦信号发生电路相连； 

第一逻辑运算模块与PI控制器相连； 

ABC三相交流电网的A相与锁相环和正弦余弦信号发生电路依次相连；