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统一电能质量调节器新型协调控制策略的研究

作　者: 黄黎芬
导　师: 姜建国
学　校: 上海交通大学
专　业: 电力电子与电力传动
关键词: UPQC 电能质量 协调控制 MATLAB/Simulink dSPACE
分类号: TM761
类　型: 硕士论文
年　份: 2007年
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内容摘要


统一电能质量调节器UPQC由两个具有公共直流母线的交、直流双向PWM变流器组成,集电压补偿装置、电流补偿装置于一体,一机多能,具有很高的性价比。由于UPQC中两PWM变流器存在强耦合特性,这就给变流器的控制增加了难度;为稳定直流母线电压,常用增大直流电容容量的方式,会使UPQC的体积增大且性能降低。为解决这些问题,结合矢量控制技术,本文提出了一种包含直流母线电压在内的双PWM变流器新型协调控制策略。用此控制方式,串并联变流器首先得到解耦,然后再构成各自双闭环结构,分别实施PI调节控制。本文首先对典型的UPQC电路进行了电路拓扑、工作原理、功率流动分析,建立了基于dq旋转坐标系下的UPQC数学模型。在此基础上,分析研究了串并联变流器协调控制策略的机理,并对控制器及主电路关键元器件参数进行了设计。通过MATLAB/Simulink仿真工具,搭建了基于协调控制策略的UPQC系统仿真模型,进行了仿真研究。基于dSPACE实验平台,构建了MATLAB/dSPACE的系统在线仿真模型,进行了UPQC系统及其控制特性的初步实验研究。仿真结果和初步实验结果均表明,本文所提出的具有协调控制功能的UPQC系统具有快速跟随特性和良好的谐波抑制能力。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-7
第一章 绪论  7-21
  1.1 电能质量问题的提出及研究综述  7-18
    1.1.1 电能质量问题的提出  7-8
    1.1.2 电能质量问题的影响、定义及相关标准  8-11
    1.1.3 电能质量控制技术的发展  11-13
    1.1.4 电能质量调节器的分类和特点  13-16
    1.1.5 统一电能质量控制器的研究现状和发展趋势  16-18
  1.2 本文选题的目的和意义  18-19
  1.3 本文主要研究内容及章节安排  19-21
第二章 统一电能质量调节器电路特性分析及数学建模  21-38
  2.1 UPQC 拓扑结构及其电路特性分析  21-29
    2.1.1 主电路拓扑结构  21-23
    2.1.2 基于协调控制策略的UPQC 工作原理分析  23-25
    2.1.3 统一电能质量调节器中的功率流动分析  25-29
  2.2 UPQC 数学建模  29-34
    2.2.1 串联变流器的数学模型  29-31
    2.2.2 并联变流器的数学模型  31-33
    2.2.3 直流侧等效电路数学模型  33-34
  2.3 DQ 旋转坐标系下的UPQC 数学模型  34-36
  2.4 本章小结  36-38
第三章 统一电能质量调节器协调控制策略研究  38-53
  3.1 UPQC 传统的控制方案概述  38-40
  3.2 UPQC 协调控制方案研究  40-51
    3.2.1 串联变流器控制原理  42-44
    3.2.2 串联变流器控制器设计  44-46
    3.2.3 并联变流器控制原理  46-49
    3.2.4 并联变流器控制器设计  49-51
  3.3 本章小结  51-53
第四章 统一电能质量调节器系统参数设计与仿真  53-66
  4.1 基于协调控制策略UPQC 系统参数设计  53-59
    4.1.1 直流侧电容的设计  53-56
    4.1.2 低通滤波器的设计  56-59
  4.2 UPQC 协调控制的系统仿真  59-65
    4.2.1 系统仿真模型  59-61
    4.2.2 仿真结果及分析  61-65
  4.3 本章小结  65-66
第五章 基于 DSPACE 的统一电能质量调节器系统设计  66-77
  5.1 概述  66
  5.2 基于DSPACE 的UPQC 控制系统实验平台开发  66-72
    5.2.1 实验系统结构框图  67-68
    5.2.2 Matlab/Simulink 中的在线实验框图  68-70
    5.2.3 实验步骤  70
    5.2.4 模型下载和代码的实时生成  70-71
    5.2.5 实验测试  71-72
    5.2.6 模型优化  72
  5.3 UPQC 系统的初步实验  72-76
  5.4 本章小结  76-77
第六章 结论与展望  77-79
  6.1 结论  77-78
  6.2 展望  78-79
参考文献  79-83
致谢  83-84
攻读硕士学位期间论文发表情况  84-86
上海交通大学学位论文答辩决议书  86

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中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统的自动化 > 自动调整
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