电能质量技术第四章电能质量控制技术.要点解析.ppt

4.3.5 统一电能质量调节器 统一电能质量调节器（UPQC）也是用户电力技术的一种产品，其主要作用是解决系统和用户的电能质量问题。由于UPQC的主电路结构可以分成串联型APF和并联型APF两个主要组成部分，共用直流环节，因此目前有国内外文献将UPQC称为串／ 并联混合型APF。 UPQC功能十分强大，主要包括快速补偿供电电压的突变、电压波动和闪变、谐波电流和谐波电压、各相电压的不平衡以及故障时的短时电压中断等，除了可以覆盖APF的所有功能外，还可以实现DVR的部分功能，是一种具有综合功能的电能质量控制器。 主要应用场所 用于为大型工业用户之间供电的配电系统中，通 常容量较大； 用于对电能质量要求较高的敏感用户，通常设备容量较小。 这两种情况下的UPQC的功能完全一致，即解决 谐波、电压偏差和三相不平衡等电能质量问题。 UPQC通常由一对串／ 并联型APF构成，共用一个直流储能环节。 UPQC基本拓扑结构图 UPQC的基本原理 由检测电路测量出需要补偿的电压和电流信号，控制器根据测量的电压和电流信号和控制策略计算出需要补偿的电压和电流，通过控制电路产生补偿信号，并进一步加工成PWM信号输入逆变器的驱动电路，由驱动电路控制PWM逆变器的功率器件的开断，经滤波器滤除高次谐波后即产生所需要补偿的电压和电流信号，补偿电力系统中畸变的电压和电流，提高电力系统电能质量。 工作时，并联型APF接于负荷侧，主要用于吸收谐波电流、补偿无功和负序电流分量，同时维持两个APF之间的直流电压恒定；串联型APF接于系统侧，在系统和负荷之间对谐波起隔离作用，并能够防止谐振的发生。 主要特点和功能 1）补偿系统供电电压出现的暂态或稳态变化，维持负 载电压为标称值； 2）补偿非线性负载的谐波电流，保证供电系统电流的 质量； 3）补偿负载所需要的无功，对供电系统来说负载的电 压和电流保持同相，功率因数接近1； 4）并联型APF提供UPQC正常工作所需要的能量，无 需额外整流／储能单元，不会对系统产生额外干扰。 UPQC对电能质量的补偿是基于对接入点的电压和电流检测进行的，因此检测信号的准确性和实时性对UPQC的补偿效果会产生明显的影响。目前，UPQC的检测电路一般采用三相电路瞬时无功功率的检测方法。与以前的检测方法相比，基于瞬时无功功率理论方法最大特点是可以完全无延时得出检测结果，具有较好的实时性。 UPQC的检测方法分为两种，分别通过计算p、q和 得出三相电路谐波和无功电流。 通过计算p、q得出三相电路谐波和无功电流的检测框图如下。 该方法根据定义算出 ，，再经过低通滤波器得到 的直流分量 电网电压波形无畸变时， 由基波有功电流和电压作用产生， 由基波无功电流和电压作用产生。 通过计算 得出三相电路谐波和无功电流的检测框图如下。 图中 习题 电能质量控制的含义和目标是什么？ 一台用于35kV系统的单调谐滤波器参数为：XC= 544.5Ω，XL= 4.5Ω，R=0.825 Ω，求这台滤波器的调 谐频率和品质因数。 3. 电容器串联12%电抗器或6%电抗器时，电容器承受 的基波电压以及电容器支路向配电系统所能提供的基 波无功功率是否相同？有多大差别？ 习题 4.一台6脉波整流器的相电流为 Ip(t)=sinωt+0.27sin( 5ωt+35°)+0.08sin(5ωt-85°)+0.05sin(11ωt+80°)+0.05sin(13ωt-15°) 试确定采用有源滤波器消除谐波时，理想情况下， 有源滤波器产生的电流的表达式及取自供电系统的 电流的表达式。 根据APF与系统的连接方式，混合型APF可以分为并联型和串联型两种。其中根据PPF和APF的连接方式，并联混合PPF又可以分为并行接法和串行接法两种。下面简介这三种混合型APF的结构和基本原理。 (1) 串联混合型 这种方案由F.Z.Peng于1988年提出，结合了PPF和APF的优点，具有很好的滤波性能。串联混合型APF结构如图4-18所示。 串联混合型APF结构 串联混合型APF由串联APF和PPF组成。PPF通常由多组单调谐滤波器和一个高通滤波器组成。串联APF相当