[发明专利]一种基于功率协调分配的UPQC控制方法及装置

说明书

本发明提供了一种基于功率协调分配的UPQC控制方法及装置，本发明首先基于容量均分原则提出了UPQC的功率控制策略，使串联变流器与并联变流器均分承担负荷功率，充分发挥了串联变流器的作用。同时考虑到当电源电压跌落过大时系统有功环流增加，从而增大了串、并联变流器的容量负担和损耗，本发明进一步提出了电源电压跌落过大情况下基于无功补偿的UPQC功率控制策略，通过控制串联变流器的补偿电压相量始终垂直于电源电流相量，使串联变流器只发出无功功率，并联变流器从直流侧储能单元吸收能量与电源共同承担负载有功功率，从而达到了消除有功环流的目的，且此时串、并联变流器输出的无功功率依然遵循均分原则。

技术领域

本发明属于统一电能质量调节器(UPQC)功率控制技术领域，特别涉及一种基于功率协调分配的UPQC控制方法及装置。

背景技术

随着分布式电源的接入和电力电子技术的发展，现代配电系统的电源与负荷结构发生了重大变化。一方面，大量分布式电源接入配电网造成电压波动、电压暂降等多种电能质量问题；另一方面，一些非线性、冲击性负荷对供电电能质量造成严重的干扰和污染。为了解决配电网中日趋严重的电能质量问题，近年来以电力电子技术、微处理技术和控制技术等高新技术为核心的用户电力技术，为解决该问题提供了一条切实可行的途径。在有源滤波器基础上，统一电能质量调节器(Unified power quality conditioner，UPQC)结合了串联型和并联型有源滤波器两者的功能，可以同时保证负载侧的电压质量和系统侧的电流质量，是功能最为全面的DFACTS(Distribution flexible AC transmission system)技术装置，将是未来高效治理和改善电能质量问题的首选模式。

UPQC采用串联变流器和并联变流器结合的结构形式，直流侧采用储能电容或蓄电池等连接。其中串联变流器的行为类似受控电压源，通常用于解决电压质量问题；而并联变流器的行为类似受控电流源，通常解决电流质量问题，两者通过直流侧进行功率交换，但功能相对独立。由于在UPQC控制方法中，串联变流器多数时间处于闲置状态，只有当电源侧电压突发电压暂降等电能质量问题时，才投入运行，而并联变流器需要进行负载无功补偿和谐波消除，通常工作在重载状态下，负载功率在串、并联变流器分配不合理，采用容量均分原则使串联变流器和并联变流器均分承担负荷功率，充分发挥了串联换流器的作用，减轻了并联变流器的无功功率负担。

中国杂志《电网技术》第37卷第1期名称为《电压质量调节器功率流协调控制策略》公开了串联变流器和并联变流器共同分担负载无功功率的控制方法，该文件中指出电源电压正常和电压暂降时，串联变流器和并联变流器产生的有功功率相等，此时，系统内会产生有功环流，但是此时的有功环流对系统的影响较小，允许该环流的存在，同时为了减小并联变流器的无功补偿负担，令串联变流器和并联变流器产生的无功功率相等，即由串联变流器和并联变流器各分担负载无功功率的一半，实现了串、并联变流器的协调配合控制。

但是以上控制策略只适用于电压正常和电源电压跌落深度较低时的情况，若电源电压进一步跌落，系统有功环流增加，将会影响电网系统的稳定运行，以上策略无法抑制有功环流，因此不再适用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于功率协调分配的UPQC控制方法及装置，用于解决现有方法在电源电压跌落过大时，系统有功环流增加对系统稳定运行造成影响的问题。

为实现上述目的，本发明的技术方案是：

一种基于功率协调分配的UPQC控制方法，包括如下步骤：

1)计算电源电压跌落深度，当电源电压跌落深度过大时，控制串联变流器只输出无功功率，使串联变流器和并联变流器共同承担负载无功功率；

2)根据负载电压幅值、负载电流幅值及串、并联变流器承担的无功功率的大小计算串联变流器的补偿参数和并联变流器的补偿参数；