单相UPQC的仿真研究

1. 单相UPQC的两种控制策略

  单相UPQC常用的控制策略有串联侧做电压源,并联侧做电流源(下面简称串压并流)以及串联侧做电流源,并联侧做电压源(下面简称串流并压)。串压并流的状况使用比较广泛,这种情况需要提取负载的谐波电流和无功电流,而串流并压的控制方式并不需要提取谐波,其串联侧参考电流是正弦的电流,而并联侧的参考电压是正弦电压,从这个角度来看,串流并压的控制更加简单,但是实测效果差异不大。注意,两种方式的拓扑是一样的,只是控制策略的区别,我们常常在逆变侧使用LC滤波,整流侧使用L滤波
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2. 仿真调试策略

  背靠背的拓扑进行参数调试需要注意一下调试顺序的,先单独调试好整流侧(串压并流时即并联侧)和逆变侧(先使用直流电源代替电容),此处注意一下,整流侧和逆变侧的PI参数设定规则应该是一样的,此处不再赘述,请按比例进行调试。需要注意的是,逆变侧目标电压和实际电压可能是有相位偏差的,请特别注意,此时应加大逆变侧的电压环参数,直到偏差极小(大概1度左右)。有时候我们发现电流环跟踪效果不理想,某些时刻跟踪不上,请减小滤波电感的大小,加大电流环PI参数,如果还是跟踪不上,这基本上是谐波变化率过大导致的,只能更换负载了。
  当整流侧和逆变侧均调试好了之后,用直流电容将两侧连接,此时你会发现直流电压环已经崩溃,处于一直振荡的状态,由于之前已经调试好了整流侧和逆变侧,因此我们仅需要调整整流侧的电压环参数,需要注意的是,当减小直流侧电容大小时,整流侧电压环的PI参数也应该相应减小,这个请参照电压环PI参数设定方法,此处不再赘述。注意:联合调试之前请务必将整流侧和逆变侧分别调试好,否则会影响最终的效果。
  一般情况下,联合调试时应当减小整流侧电压环的PI参数,如果PI参数过大,会一直振荡,达不到稳态。这种情况下应当减小PI参数,基本稳定后,减P加I在这里插入图片描述  需要注意的是,请务必首先设置好负载,不要使负载的谐波变化率过大,否则APF很有可能是无法完全跟踪上谐波电流,最终导致网侧电流出现尖峰,因此我们常常使用的是RLC负载即可,注意,L和C必须同时存在,具体大小请参考我的博客《单相桥式不控整流在不同负载情况下的波形分析》。
   下面给出串压并流控制模式下的波形和串流并压模式下的实验波形,容易发现,串流并压的效果略好于串压并流的模式。但也有可能是参数问题。
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3. 参考资料

单相统一电能质量控制器的研究
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4. 反馈与建议

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