三电平UPQC的变阻尼无源混合控制策略*

doi:10.11985/2021.04.016

电气工程学报 ›› 2021, Vol. 16 ›› Issue (4): 127-134.doi: 10.11985/2021.04.016

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三电平UPQC的变阻尼无源混合控制策略^*

夏亮¹(), 王久和¹, 陈美锋²(), 刘金昌¹()

1.北京信息科技大学自动化学院北京 100192
2.西安航空职业技术学院自动化工程学院西安 710089

收稿日期:2021-03-26 修回日期:2021-11-10 出版日期:2021-12-25 发布日期:2022-02-10
作者简介:夏亮,男,1996年生,硕士研究生。主要研究方向为电能质量控制。E-mail： 932115152@qq.com
陈美锋,男,1992年生,硕士。主要研究方向为电能质量控制。E-mail： 953666784@qq.com
刘金昌,男,1996年生,硕士研究生。主要研究方向为电能质量控制。E-mail： 2250073040@qq.com
基金资助:
* 国家自然科学基金(51777012);北京市自然科学基金-教委联合(KZ201911232045)

Passivity-based Hybrid Control Strategy with Variable Damping for Three Level UPQC

XIA Liang¹(), WANG Jiuhe¹, CHEN Meifeng²(), LIU Jinchang¹()

1. School of Automation, Beijing Information Science and Technology University, Beijing 100192
2. School of Automation Engineering, Xi’an Aeronautical Polytechnic Institute, Xi’an 710089

Received:2021-03-26 Revised:2021-11-10 Online:2021-12-25 Published:2022-02-10

摘要/Abstract

摘要：

为改善统一电能质量调节器(Unified power quality conditioner, UPQC)的谐波补偿性能,基于UPQC的端口受控的耗散哈密顿(Port-controlled Hamiltonian with dissipation, PCHD)数学模型,利用该模型和UPQC的无源性,设计变阻尼无源控制器,电流内环采用变阻尼无源控制,电压外环采用变积分系数的非线性自抗扰-PI(Active disturbance rejection-proportional integral, ADR-PI)控制。与传统的PI恒阻尼无源控制策略相比,采用的变阻尼无源混合控制策略补偿后的负载电压和电网电流总谐波畸变率更低。最后,在Matlab/Simulink 仿真平台上搭建了TNPC-UPQC的变阻尼无源混合控制系统的仿真模型,对UPQC的谐波补偿性能进行了仿真研究。仿真结果表明,采用的变阻尼无源混合控制策略是可行的。

关键词: 统一电能质量调节器, PCHD模型, 变阻尼, 非线性自抗扰-PI控制, 无源控制

Abstract:

In order to improve the compensation performance of unified power quality conditioner (UPQC) for harmonic, based on the port-controlled Hamiltonian with dissipation (PCHD) mathematical model of UPQC, a passivity-based with variable damping controller is designed by using the model and the passivity of UPQC, the inner current loop adopts variable damping passivity-based control, and the outer voltage loop adopts variable integral coefficient nonlinear active disturbance rejection-proportional integral (ADR-PI) control. Compared with the traditional PI constant damping passivity-based control strategy, the total harmonic distortion rate of load voltage and grid current compensated by the variable damping passivity-based hybrid control strategy is lower. Finally, the simulation model of the T-type neutral point clamped UPQC passivity-based with variable damping hybrid control system is built on the Matlab/Simulink simulation platform, and the compensation performance of harmonic of UPQC is simulated. The simulation results show that the passivity-based with variable damping hybrid control strategy is feasible.

Key words: UPQC, PCHD model, variable damping, nonlinear ADR-PI control, passivity-based control

中图分类号:

TM464

夏亮, 王久和, 陈美锋, 刘金昌. 三电平UPQC的变阻尼无源混合控制策略^*[J]. 电气工程学报, 2021, 16(4): 127-134.

XIA Liang, WANG Jiuhe, CHEN Meifeng, LIU Jinchang. Passivity-based Hybrid Control Strategy with Variable Damping for Three Level UPQC[J]. Journal of Electrical Engineering, 2021, 16(4): 127-134.

图/表 12

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参考文献 15

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参数		数值
串联侧	电容C₁/μF	6.8
	电感L₁/mH	0.5
	内阻R₁/Ω	0.01
	k_p1	0.5
	k_i1	0.5
并联侧	电感L₂/mH	1
	内阻R₂/Ω	0.2
	k_p2	1
	k_i2	0.1
负载侧	电阻R_L/Ω	10
负载侧	电感L_L/mH	5
ADR-PI	α	0.5
ADR-PI	δ	0.1
SOTD	β	100
	ε	0.001
	n₁	200
	n₂	100

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