基于電流檢測的upqc雙電流源協(xié)調(diào)控制策略

基于電流檢測的upqc雙電流源協(xié)調(diào)控制策略

0upqc協(xié)調(diào)控制模型隨著能源行業(yè)的不斷發(fā)展，能源質(zhì)量問題變得越來越突出。以微網(wǎng)形式接入配電網(wǎng)的分布式發(fā)電系統(tǒng),因分布式電源的間歇性、不確定性,造成微網(wǎng)與配電網(wǎng)的公共連接點(diǎn)發(fā)生頻繁的電壓波動、閃變,對敏感的用電負(fù)荷造成較大的危害;此外,大量電力電子裝置和非線性負(fù)載的投入使用,使得電網(wǎng)電壓、電流畸變越來越嚴(yán)重,諧波水平不斷上升,嚴(yán)重影響微網(wǎng)甚至配電網(wǎng)的安全和穩(wěn)定運(yùn)行。諸如有源電力濾波器(activepowerfilter,APF)、動態(tài)電壓調(diào)節(jié)器(dynamicvoltageregulator,DVR)等用戶電力技術(shù)只是針對一類電能質(zhì)量問題而無法實(shí)施綜合性的補(bǔ)償。于是,統(tǒng)一電能質(zhì)量控制器(unifiedpowerqualityconditioner,UPQC)的概念于1998年被首次提出,UPQC通常由一個串聯(lián)有源電力濾波器(seriesactivepowerfilter,SAPF)和一個并聯(lián)有源電力濾波器(parallelactivepowerfilter,PAPF)通過公共直流母線電容連接構(gòu)成背靠背結(jié)構(gòu),其主要功能是能夠綜合地補(bǔ)償電壓、電流質(zhì)量問題,包括電網(wǎng)電壓波動、畸變,負(fù)載無功和諧波電流等。到目前為止,針對UPQC系統(tǒng)中串、并聯(lián)有源電力濾波器協(xié)調(diào)控制的研究都是基于電壓源和電流源的組合。最為常見的是將SAPF控制成為Delta電壓源來補(bǔ)償電壓質(zhì)量問題,而PAPF則作為受控電流源補(bǔ)償電流質(zhì)量問題并調(diào)節(jié)UPQC系統(tǒng)的功率平衡,該協(xié)調(diào)控制方式需要同時對電網(wǎng)電壓和負(fù)載電流進(jìn)行精確地檢測以獲取電壓、電流補(bǔ)償指令。此外,有文獻(xiàn)提出將PAPF控制成正弦電壓源,而SAPF控制成正弦電流源,實(shí)現(xiàn)負(fù)載與電網(wǎng)的有效隔離,以便同時解決電壓、電流質(zhì)量問題,該協(xié)調(diào)控制方式易于獲取串、并聯(lián)有源電力濾波器的控制指令,但是缺乏對UPQC系統(tǒng)功率平衡的有效調(diào)節(jié),需要外接蓄電池來抑制直流母線電容上的瞬時不平衡功率。本文從單相UPQC的瞬時功率平衡關(guān)系出發(fā),對SAPF、PAPF的協(xié)調(diào)控制模式進(jìn)行分析,基于自適應(yīng)濾波電流檢測,提出一種雙電流源模式的UPQC協(xié)調(diào)控制策略。其中,PAPF受控成電流源為負(fù)載提供無功、諧波補(bǔ)償電流,并維持直流母線電壓恒定;SAPF也受控成電流源為負(fù)載提供額定有功電流。雙電流源運(yùn)行模式的UPQC實(shí)現(xiàn)了輸入電流單位功率因數(shù)正弦,負(fù)載端電壓額定正弦、與電網(wǎng)電壓同相位的補(bǔ)償目標(biāo)。為實(shí)現(xiàn)UPQC的雙電流源控制模式,考慮到電流檢測的準(zhǔn)確性對補(bǔ)償效果的影響,提出一種基于定頻率濾波器的自適應(yīng)濾波改進(jìn)算法,以提高串、并聯(lián)有源電力濾波器的電流控制指令的精度。在直流母線電壓穩(wěn)定可控的前提下,分別對SAPF、PAPF進(jìn)行建模分析,并結(jié)合比例(P)控制和重復(fù)控制構(gòu)成復(fù)合控制用于電流內(nèi)環(huán),實(shí)現(xiàn)對電流控制指令的準(zhǔn)確跟蹤。于此同時,根據(jù)直流電壓閉環(huán)反饋控制的小信號模型,為直流電壓環(huán)的PI控制器參數(shù)設(shè)計提供理論指導(dǎo),保證UPQC系統(tǒng)能夠穩(wěn)定工作。最后,將雙電流源控制策略和控制器設(shè)計方案應(yīng)用于一臺單相UPQC樣機(jī),通過補(bǔ)償結(jié)果驗(yàn)證理論分析的正確性和控制方案的有效性。1控制策略與spc1.1upqc系統(tǒng)靜態(tài)功率平衡方程單相UPQC電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖1所示。并聯(lián)有源電力濾波器并聯(lián)在負(fù)載兩端,串聯(lián)有源電力濾波器通過串聯(lián)變壓器置于電網(wǎng)和負(fù)載之間,兩者通過直流母線電容耦合形成背靠背結(jié)構(gòu)。電網(wǎng)電壓的波動以及串、并聯(lián)側(cè)變換器工作時自身的功率損耗將引起UPQC系統(tǒng)內(nèi)部有功功率的流動,會使直流母線電壓產(chǎn)生波動,在串、并聯(lián)有源電力濾波器經(jīng)過動態(tài)的調(diào)節(jié)過程之后,UPQC系統(tǒng)將最終達(dá)到穩(wěn)定平衡的狀態(tài)。圖1中,負(fù)載由阻感性的線性負(fù)載與不控整流橋接阻容性負(fù)載的非線性負(fù)載共同構(gòu)成。當(dāng)UPQC實(shí)現(xiàn)了補(bǔ)償目標(biāo),即ILN(t)=IPN(t)+IhqN(t),其中IPN(t)代表負(fù)載的額定有功電流,而IhqN(t)則是負(fù)載額定工作時無功與諧波電流之和,此時負(fù)載工作在額定狀態(tài);PAPF在補(bǔ)償負(fù)載無功、諧波電流的同時,還產(chǎn)生有功電流I1(t)以維持直流母線電壓恒定。于是,根據(jù)基爾霍夫電流定律,此時的電網(wǎng)電流IS與PAPF的補(bǔ)償電流ISh的表達(dá)式為式中下標(biāo)N代表額定值。根據(jù)圖1中所示各個矢量的參考方向,可以得到UPQC系統(tǒng)的瞬時功率平衡方程為式中:P1和P2分別為PAPF和SAPF的瞬時有功功率;UC為直流母線電容電壓。而根據(jù)基爾霍夫電壓定律,SAPF的補(bǔ)償電壓U1(t)與負(fù)載電壓滿足ULN(t)=U1(t)+US(t)的關(guān)系式,并聯(lián)立式(1)后得到PAPF和SAPF的瞬時有功功率P1、P2的表達(dá)式:式中:k為變壓器的變比;R1、R2分別代表并、串聯(lián)側(cè)線路電阻,電感、電容的等效電阻以及變換器自身損耗的等效電阻之和;下標(biāo)N代表額定值。為進(jìn)一步分析UPQC系統(tǒng)的動、靜態(tài)工作特性,在系統(tǒng)的靜態(tài)工作點(diǎn)中加入小擾動信號后可得到:式中:大寫符號變量分別代表各變量的靜態(tài)工作點(diǎn),帶脫節(jié)符號(∧)的小寫變量則代表各變量在靜態(tài)工作點(diǎn)附近的擾動量(信號增量)。聯(lián)立式(2)—(5)并進(jìn)行線性化處理、拉普拉斯變換后,忽略擾動信號、保留靜態(tài)工作點(diǎn),便得到UPQC系統(tǒng)的靜態(tài)功率平衡方程,如式(6)所示;相反地,忽略高階小項(xiàng)和靜態(tài)工作點(diǎn)后,得到UPQC系統(tǒng)的小信號模型如式(7)所示。從UPQC系統(tǒng)的靜態(tài)功率平衡方程中可以看出,選取兩個控制變量并滿足式(6),UPQC便能夠穩(wěn)定工作并實(shí)現(xiàn)功能。因此,當(dāng)選取U1作為SAPF的控制指令,而I1與IhqN之和作為PAPF的控制指令時,就是傳統(tǒng)的間接控制策略;若選擇I1和IPN之和作為SAPF的控制指令,而ULN作為PAPF的控制指令,則是文獻(xiàn)中所提出的直接控制策略。式(7)中的UPQC小信號模型,反映出直流母線電壓會受到其他系統(tǒng)變量的擾動影響。根據(jù)該小信號模型能夠建立UPQC直流電壓閉環(huán)反饋控制的小信號模型,為直流電壓的控制參數(shù)設(shè)計提供理論指導(dǎo),下文將對該內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)分析。1.2基于papf的upqc的等效電阻平衡UPQC系統(tǒng)啟動時,PAPF首先運(yùn)行在PWM整流器的工作狀態(tài),對直流母線電容充電并維持直流電壓的恒定,而SAPF則處于被旁路的不工作狀態(tài);隨后,PAPF根據(jù)檢測獲得的負(fù)載無功、諧波電流指令,對負(fù)載動態(tài)地進(jìn)行無功、諧波電流補(bǔ)償,實(shí)現(xiàn)APF的功能;一旦檢測到電網(wǎng)電壓發(fā)生波動,SAPF作為正弦電流源立刻投入到系統(tǒng)中,滿足負(fù)載額定工作所需有功電流,完成UPQC的補(bǔ)償功能。而當(dāng)電網(wǎng)電壓恢復(fù)正常,不再需要SAPF投入時,SAPF立刻停止工作并且TS1、TS3或TS2、TS4會被同時驅(qū)動導(dǎo)通以旁路SAPF,不影響電網(wǎng)對負(fù)載的正常供電?；陔p電流源協(xié)調(diào)控制策略的UPQC系統(tǒng)等效電路如圖2所示。由圖2中可知,當(dāng)PAPF有效地對負(fù)載進(jìn)行無功、諧波電流補(bǔ)償,此時虛線框內(nèi)的PAPF和負(fù)載可以近似看成一個等效電阻R。于是,等效電阻的額定有功功率表達(dá)式為式(8)說明當(dāng)電網(wǎng)電流IS滿足PAPF和負(fù)載所構(gòu)成的等效電阻R的額定需求時,就能克服電網(wǎng)電壓波動的影響,使負(fù)載額定工作。當(dāng)SAPF控制為正弦電流源,因串聯(lián)變壓器內(nèi)部磁勢平衡關(guān)系的約束,變壓器一次側(cè)必將產(chǎn)生一個合適的電流來滿足磁勢平衡,使得電網(wǎng)電流IS可控?？紤]到負(fù)載諧波電流所引起的功率相對于基波電流的功率要小得多,為簡化分析,在功率平衡方程中忽略諧波電流和變換器自身引起的功率損耗,得到簡化后系統(tǒng)的靜態(tài)功率平衡方程為于是,聯(lián)立式(6)和(9)可以得到PAPF和負(fù)載所構(gòu)成的等效電阻R的額定有功電流表達(dá)式為式中:US為電網(wǎng)電壓;下標(biāo)N為額定值。于是,PAPF根據(jù)電流檢測得到的負(fù)載無功和諧波電流之和進(jìn)行實(shí)時補(bǔ)償,SAPF則根據(jù)電網(wǎng)電壓的幅值和負(fù)載的額定有功電流輸出式(10)中的有功電流,經(jīng)過一個動態(tài)補(bǔ)償過程后,兩個電流源達(dá)到協(xié)調(diào)、平衡的狀態(tài),最終實(shí)現(xiàn)UPQC的補(bǔ)償功能。當(dāng)電網(wǎng)電壓跌落,即US<ULN時,UPQC系統(tǒng)的有功功率流向如圖3所示。SAPF從直流母線電容中吸取有功功率(P2>0)以維持負(fù)載端電壓的額定,而PAPF則從電網(wǎng)中吸取有功功率(P1<0)來彌補(bǔ)母線電容中的能量消耗以維持直流母線電壓的恒定。而當(dāng)電網(wǎng)電壓上升,即US>ULN時,SAPF會將電網(wǎng)提供的多余有功功率吸收至直流母線電容中以保證負(fù)載電壓維持額定不變,此時PAPF則將母線電容所吸收的多余的能量回饋到電網(wǎng)當(dāng)中以保證電容中能量的動態(tài)平衡,使UPQC系統(tǒng)正常工作。此時UPQC的有功功率流向如圖4所示。無論電網(wǎng)電壓如何波動,PAPF始終補(bǔ)償負(fù)載所需的無功功率和諧波功率,改變的只是UPQC系統(tǒng)內(nèi)有功功率的流動方向。在理想條件下,不考慮變換器和線路的損耗,基于雙電流源控制策略的UPQC,只是作為一個能量的中間通道,改變了電網(wǎng)對負(fù)載的供電方式。2自適應(yīng)濾波電流檢測為實(shí)現(xiàn)雙電流源協(xié)調(diào)控制策略,必須首先對負(fù)載電流的有功、無功及諧波分量進(jìn)行快速、準(zhǔn)確地分離和提取。因此,本文采用一種基于最小均方誤差(leastmeansquare,LMS)算法的改進(jìn)型變步長自適應(yīng)濾波電流檢測方法,實(shí)現(xiàn)負(fù)載電流的檢測分離。將瞬時負(fù)載電流表達(dá)成:式中:IL(kT)為負(fù)載電流;IP(kT)為負(fù)載電流瞬時有功分量;Iq(kT)為負(fù)載電流瞬時無功分量;Ih(kT)為負(fù)載的諧波電流分量;T為系統(tǒng)采樣頻率。在離散域下,基于LMS算法的變步長自適應(yīng)濾波電流檢測的工作原理如圖5所示。圖5中,IL(kT)為待檢測的負(fù)載電流,輸入?yún)⒖际噶縳(kT)=[x1(kT)x2(kT)]T=[sinωkTcosωkT]T包含了基于鎖相環(huán)得到的與電網(wǎng)電壓同頻同相位的單位正弦信號和單位余弦信號,它們分別代表負(fù)載電流中的基頻有功和無功分量;而權(quán)值矢量w(kT)=[w1(kT)w2(kT)]T則代表被負(fù)載電流中基頻有功和無功分量的幅值大小。于是,檢測得到基頻有功、無功電流的表達(dá)式為式中ω代表基頻角頻率。為簡化表達(dá)式,省去了T而僅以k代表離散變量。將估算輸出IP(k)、Iq(k)從負(fù)載電流IL(k)中分離減去,得到估算誤差的表達(dá)式為自適應(yīng)濾波電流檢測的工作原理是將式(13)中的估算誤差e(k)作為反饋信號,基于LMS算法,使權(quán)值矢量w不斷迭代運(yùn)算直至穩(wěn)定收斂,完成對輸入電流信號的估算。通過迭代運(yùn)算所得到的最優(yōu)權(quán)值矢量應(yīng)當(dāng)使得均方誤差函數(shù)f(w)最小,均方誤差函數(shù)的表達(dá)式為式中E代表對函數(shù)求期望運(yùn)算。由式(14)可知,均方誤差函數(shù)f(w)是w的二次型,那么f(w)的梯度代表著f(w)變化最為迅速的方向。于是,根據(jù)梯度尋優(yōu)的原則,沿著f(w)的負(fù)梯度方向即f(w)減小最快的方向,可得到基于LMS算法的權(quán)值迭代更新的計算式為式中μ為步長調(diào)整因子,它對自適應(yīng)濾波電流檢測的動、靜態(tài)特性有著極為顯著的影響。為了簡化運(yùn)算,用估算誤差瞬時功率的梯度來近似替代均方誤差函數(shù)的梯度,得到簡化后的梯度運(yùn)算表達(dá)式為此外,為提高迭代運(yùn)算的收斂速度,同樣在步長調(diào)整因子μ與估算誤差之間建立一定的聯(lián)系:當(dāng)估算誤差較大時,以較大的步長來加速w的收斂速度;而當(dāng)估算誤差逐漸變小,則以較小的步長來提高w的收斂精度。這樣一來,既提高了動態(tài)收斂速度,又兼顧了穩(wěn)態(tài)收斂精度。步長更新公式為式中參數(shù)α、β是由初始的估值誤差大小來確定的,其中β影響著算法的失調(diào)和收斂時間。減少的計算量犧牲了權(quán)值矢量w的收斂精度,造成權(quán)值w始終圍繞其最優(yōu)解而上下波動,波動的幅度取決于步長因子μ的大小。但是,由式(11)可知,負(fù)載電流中不僅含有基頻有功和無功電流,往往還存在較大比例的諧波電流。因此,真正期望的估算誤差并不是式(13)中的e(k),而是其中所含有的基波分量。若直接將估算誤差e(k)帶入步長因子和權(quán)值矢量的迭代運(yùn)算中去,勢必會造成權(quán)值矢量在較大范圍內(nèi)波動,影響了權(quán)值矢量的收斂速度和精度,更嚴(yán)重影響了本文中的UPQC的綜合補(bǔ)償效果。為了減小諧波電流對自適應(yīng)濾波電流檢測的影響,必須對估算誤差e(k)進(jìn)行濾波處理。但為了不影響權(quán)值矢量的穩(wěn)態(tài)收斂精度,e(k)中基頻電流分量必須被無衰減、無相移地保留。于是,本文提出一種定頻率濾波器用于對e(k)進(jìn)行濾波處理,其工作原理如圖6所示。根據(jù)內(nèi)?？刂圃?當(dāng)開環(huán)傳遞函數(shù)中含有輸入信號的數(shù)學(xué)模型,并且能夠構(gòu)成一個穩(wěn)定的閉環(huán)反饋系統(tǒng),就能夠?qū)崿F(xiàn)對輸入信號的無靜差跟蹤。于是,圖6中的閉環(huán)傳遞函數(shù)可以表示成:式中:ω為基頻角頻率;kg為調(diào)節(jié)系數(shù)。為了兼顧速度和精度,一般將kg取為0.707。離散化后的閉環(huán)傳遞函數(shù)波德圖如圖7所示。幅頻特性說明該定頻率濾波器其對基頻分量無衰減,但對其他低階次諧波都有較大幅度的衰減,例如對3次諧波的衰減達(dá)到72%;同樣地,相頻特性表明其對基頻分量沒有相移影響。因此,定頻率濾波器既濾除估算誤差中的諧波分量,又完整地保留了基頻分量,提高了自適應(yīng)濾波電流檢測的穩(wěn)態(tài)收斂精度。聯(lián)立式(15)—(17),得到改進(jìn)后的權(quán)值、步長迭代運(yùn)算公式為在實(shí)現(xiàn)負(fù)載電流的準(zhǔn)確檢測與分離后,式(11)中的無功Iq(k)和諧波電流Ih(k)之和就作為PAPF的電流補(bǔ)償指令;而根據(jù)負(fù)載的功率守恒關(guān)系,利用檢測到的有功電流IP(k),可以實(shí)時計算出SAPF電流指令計算式(10)中的IPN,其計算表達(dá)式為式中:UL為負(fù)載電壓檢測值;ULN為額定電壓。3upqc系統(tǒng)的監(jiān)視器設(shè)計3.1復(fù)合控制器設(shè)計根據(jù)圖1中的電路拓?fù)?得到PAPF和SAPF的等效電路如圖8所示。圖8(b)為折算至變壓器二次側(cè)的SAPF等效電路,其中LT、RT代表串聯(lián)變壓器的漏阻抗。近似忽略R1、R2、RT后,PAPF和SAPF的控制對象的傳遞函數(shù)表達(dá)式如式(21)~(22)所示:式中:L1、L2分別為并聯(lián)側(cè)、串聯(lián)側(cè)的濾波電感;Cf為串聯(lián)側(cè)的濾波電容;LT為串聯(lián)變壓器的漏感;Uab1、Uab2分別為并聯(lián)側(cè)、串聯(lián)側(cè)變換器的交流輸出電壓。可以看出,式(22)中SAPF的控制對象是一個三階系統(tǒng),存在諧振峰,因此,利用狀態(tài)反饋進(jìn)行極點(diǎn)配置,增強(qiáng)系統(tǒng)阻尼并抑制諧振峰,改變受控對象的特性。選取交流電容端電壓U2、變換器側(cè)電流I2’以及輸出電流I2作為狀態(tài)變量,得到SAPF的等效控制對象傳遞函數(shù)為式中k1、k2、k3為I2、U2、I2’的狀態(tài)反饋系數(shù)。鑒于PAPF和SAPF對電流跟蹤控制性能的要求較高,要求在靜止坐標(biāo)系下的電流內(nèi)環(huán)能實(shí)現(xiàn)零增益、零相移的跟蹤控制。傳統(tǒng)的P控制能夠?qū)χ噶羁焖俚刈龀鲰憫?yīng),但其跟蹤能力受限;相反地,重復(fù)控制能夠保證輸出對指控制令精確地跟蹤,其動態(tài)響應(yīng)卻較慢。因此結(jié)合兩種控制器,使電流內(nèi)環(huán)能夠同時獲得較快的動態(tài)響應(yīng)和較高的穩(wěn)態(tài)輸出精度。于是,得到并聯(lián)型復(fù)合控制框圖如圖9(a)所示。圖9中,G(z)同時代表PAPF和極點(diǎn)配置后SAPF的控制對象,虛線框內(nèi)是重復(fù)控制器。復(fù)合控制器的設(shè)計原則是在確定P控制器后,再對重復(fù)控制器的增益、相位校正環(huán)節(jié)進(jìn)行設(shè)計。根據(jù)圖9(a)得到電流環(huán)的閉環(huán)傳遞函數(shù)為式中:P(z)為比例控制器;N為一個基波周期內(nèi)的采樣次數(shù);kr為增益控制系數(shù);zn為相位補(bǔ)償環(huán)節(jié)。由式(24)可以看到,“并聯(lián)型”復(fù)合控制實(shí)質(zhì)是P控制和重復(fù)控制分別作用的效果累加,但重復(fù)控制器的控制對象不再是G(z)。為了設(shè)計重復(fù)控制器,根據(jù)式(24)將“并聯(lián)型”復(fù)合控制等效成圖9(b)中的“嵌入型”復(fù)合控制,增益和相位補(bǔ)償環(huán)節(jié)的校正對象就變成了圖9(b)中加入P控制器后的等效控制對象。于是,等效控制對象經(jīng)過增益和相位補(bǔ)償環(huán)節(jié)的校正后,在中、低頻段實(shí)現(xiàn)零增益、零相移特性,能夠?qū)崿F(xiàn)電流指令的無靜差跟蹤控制。3.2電壓環(huán)pi控制器設(shè)計當(dāng)直流電壓外環(huán)控制采用PI控制時式中kP、kI為電壓外環(huán)PI控制器的控制參數(shù)?？紤]到UPQC小信號模型式(7)中電感量的數(shù)量級相對要小的多,可以忽略,于是根據(jù)簡化后的小信號模型,得到直流電壓控制的閉環(huán)傳遞函數(shù)為式中:G1=ULN-U1-(R1+kR2)I1;G2=R1IhqN;G3=(I1+IPN);Gv為電壓外環(huán)PI控制器。圖10所示為直流電壓閉環(huán)反饋控制框圖。由圖10可知,直流電壓同時受到PAPF輸出無功、諧波電流ISh和因電網(wǎng)電壓波動而引起的變壓器端補(bǔ)償電壓U1的擾動影響。根據(jù)式(26)得到閉環(huán)系統(tǒng)特征方程為為了提高直流電壓的抗擾動能力,設(shè)直流電壓環(huán)的自然頻率為基波角頻率的1/m(一般m取5~10),可以得到與此同時,由于電流環(huán)的帶寬遠(yuǎn)大于電壓環(huán),忽略電流環(huán)的調(diào)節(jié)時間,得到式中:fu為電網(wǎng)基波頻率;Cdc為直流母線電容。由式(28)—(29)可知,直流母線電壓的設(shè)定值越大或母線電容的取值越大,直流電壓環(huán)的控制器參數(shù)的穩(wěn)定范圍就越大;但是,在電網(wǎng)電壓升高的情況下,即U1<0,I1<0(負(fù)號表示與圖1中參考方向相反),此時的電壓環(huán)PI參數(shù)的穩(wěn)定范圍將會變小。因此,在設(shè)計PI控制器參數(shù)時,必須綜合考慮電網(wǎng)電壓的正、負(fù)波動幅度來確定直流電壓環(huán)PI控制器參數(shù)的穩(wěn)定范圍。4結(jié)果分析4.1電流檢測運(yùn)算及非線性負(fù)荷本文在一臺單相UPQC實(shí)驗(yàn)樣機(jī)上進(jìn)行了補(bǔ)償實(shí)驗(yàn),主電路實(shí)驗(yàn)參數(shù)如表1所示。系統(tǒng)采用DSPTMSF2812芯片實(shí)現(xiàn)電流檢測運(yùn)算、復(fù)合控制算法以及單極倍頻SPWM調(diào)制算法。線性阻感負(fù)荷由100mH電感與9Ω電阻串聯(lián)構(gòu)成;非線性負(fù)荷由不控整流橋直流側(cè)并聯(lián)3300μF電解電容和16Ω電阻組成。為了驗(yàn)證本文提出的雙電流源協(xié)調(diào)控制策略及控制器設(shè)計方案,在電網(wǎng)電壓跌落和升高的情況下進(jìn)行UPQC的補(bǔ)償實(shí)驗(yàn),結(jié)果如圖12—17所示。4.2變壓器二次側(cè)等效電阻r當(dāng)電網(wǎng)電壓跌落至182V,圖12所示為PAPF與SAPF的輸出電流波形。PAPF的輸出電流Ish中包含無功、諧波電流并從電網(wǎng)吸取的有功電流I1用于維持母線電壓平衡;此時,SAPF輸出電流I2是折算至變壓器二次側(cè)的等效電阻R的額定有功電流,因電壓跌落的緣故,PAPF和負(fù)載所構(gòu)成的等效電阻R變小了,額定有功電流有所增加。圖13中,在電網(wǎng)側(cè),補(bǔ)償后的電網(wǎng)電壓US與電網(wǎng)電流IS基本同相位,其功率因數(shù)達(dá)到0.994,并且電網(wǎng)電流I