统一电能质量调节器(UPQC) .pdfVIP

直流母线电压控制的统一电能质量调节器采用PI模糊自整定控制器

FERDIBrahim1,BENACHAIBAChellali2,BERBAOUIBrahim2,DEHINIRachid2

1University科技（大家），

电机系，

奥兰（31000）阿尔及利亚

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摘要-统一电能质量调节器（UPQC），对缓解配电系统的电压和电流谐波问题的

最佳解决方案之一。PI控制器是很常见的直流母线电压控制的UPQC。然而，这种

传统控制器的一个缺点是在调整其收益（KP和Ki）的难度。为了克服这个问题，

提出PI模糊逻辑的自整定控制器。该控制器是模糊和PI控制器的组合。根据错误

和错误率的控制系统和模糊控制规则，模糊控制器可以在线调整PI控制器的两个

增益，以获得更好的直流母线电压调节性能的任何电压或电流的谐波失真。使用

MATLAB/SIMULINK的仿真结果进行了验证所提出的控制器的性能。结果表明，该

控制器具有动态响应快，精度高跟踪直流母线电压参考。

关键词：UPQC直流母线电压，模糊自整定PI控制器的电压和电流谐波。

引言

基于电力电子设备/负载几乎在各个领域的广泛使用高度扭曲的公共耦合点（PCC）

[1]。这多产的非线性电力电子负载，如静态整流器，可调速驱动器，DC/AC转

换器，等等，不分青红皂白地使用量增加了配电系统的电压和电流失真。这些扭

曲，所造成的谐波，在电力行业的主要电能质量问题之一。为了解决这些问题，无

源滤波器得到了广泛的使用很长一段时间。尽管它们是结构简单，并具有相对较低

的投资成本，它们可以导致不必要的谐振和放大谐波电流。为了克服无源滤波器的

缺点和限制他们的表现，在有源电力滤波器的研究已经进行了积极。

并行的系统配置。串联和并联有源电力滤波器的组合，被称为统一电能质量调节器

（UPQC）。虽然其主要缺点是其成本高且复杂的控制，UPQCs兴趣正在增长，由于

其优越的性能[2]。UPQC主要是设计到系统中，为了减轻系统谐波注入补偿电流和

电压[3]。统一电能质量调节器已被研究，适用于常规的三相电力系统，但是，有

许多应用程序的统一电能质量调节器在单相系统中的[4]。

最常见的情况是所谓的PI控制器控制的dcLINKUPQC电压，因为它具有简单的结

构，它可以提供相对令人满意的表现。这个简单的控制器中的主要问题的PI增益

的事实，通过使用固定增益，该控制器可以不提供所需的控制性能，当有变化的系

统参数和操作条件是正确的选择。因此，在线调整过程中，必须执行，以确保，该

控制器能处理系统中的所有变化。

人工智能（AI）技术，如神经网络，模糊逻辑（FL）和遗传算法（GA）获得时下的

兴趣增加。很多技术已经被提出来调整收益的PI控制器基于人工智能技术：自调

整模糊逻辑技术提出了在线自适应PI控制器调整这些方法之一。在这种应用中，

在线调整控制器增益系统条件的变化。这些技术的优点是，它们是无模型策略。

本文介绍了UPQC，其工作原理，还介绍了拟议的控制器，这是一个组合的模糊和

PI控制器。使用模糊逻辑调谐PI控制器联机。使用MATLAB的SIMULINK仿真结果

进行了说明和讨论。

II.UPQC及其基本操作

统一电能质量调节器（UPQC），它集成了串联和并联有源滤波器可以补偿电压和电

流harmonics.TheUPQC的能力，提高电能质量，配电系统或工业电力系统的安装

点。最后，UPQC预计是高容量的敏感负载的最强大的解决方案之一。图1示出了

串联型和并联型有源滤波器[3]的组合中的统一电能质量调节器的一般结构。可根

据需要，将被安装UPQC。因此，可以防止网络中的负载侧的电压扰动，在副传输

侧或保护的其他消费者。

图1。UPQC一般结构

A.系列有源滤波器（SAF）

系列有源滤波器串联连接，与输入的市电，通过一个低通滤波器和电压注入变压器

（图1）。低通滤波器消除了逆变器的高开关频率纹波。该过滤器可能会注入一些

相移，这可能是与负载有关，但合适的反馈控制的目的是动态调整这一转变。SAF

是负责的输入电源的电压质量补偿的不足，使得负载端的电压保持在公用设施供应

的谐波不敏感。

B.并联型有源滤波器（PAF）

平行的有源滤波器（PAF）的非线性负载并联连接的通过升压电感Lf的。要仔细

选择电感的大小，较大的大小会导致较慢的响应电流控制和更小的尺寸，会导致被

注入到配电系统中的逆变器