江 畅 程启明 马信乔 赵淼圳

不平衡电网电压下基于模块化多电平变流器的统一电能质量调节器的微分平坦控制

江 畅 程启明 马信乔 赵淼圳

（上海电力大学上海市电站自动化技术重点实验室 上海 200090）

电网电压不平衡时，电流电压波动较大，基于模块化多电平变换器（MMC）的统一电能质量调节器（UPQC）采用简单的PI控制难以调节电能质量。针对MMC-UPQC在电网电压不平衡的运行状态，提出一种基于正负序分离MMC-UPQC的微分平坦控制（DFBC）方法，它能够综合治理电压和电流的电能质量问题。首先，根据MMC-UPQC的拓扑结构，建立其在不平衡电网下的数学模型，分析MMC-UPQC的内部特性，验证MMC-UPQC的平坦性和稳定性；然后，根据正负序分离方法，采用无需锁相环方法对检测量进行分离，基于微分平坦控制理论，搭建结合前馈参考轨迹和误差反馈补偿的微分平坦控制器，并将其应用到多电平、高电压的MMC-UPQC电能质量补偿系统中，综合解决电网电压不平衡状态下的电网电能质量问题；最后，通过实验验证了基于所提微分平坦控制器的MMC-UPQC系统解决电压暂升、暂降和注入谐波问题的有效性和优越性。

模块化多电平变换器 统一电能质量调节器 不平衡电网电压 微分平坦控制 PI控制

0 引言

近些年，电力电子设备的大量投入，伴随着电网电压的暂升暂降、闪变、波动等非理想状态，电能质量下降。统一电能质量调节器（Unified Power Quality Conditioner, UPQC）[1-2]具有串联侧和并联侧两个部分，可以实现对电压、电流的电能质量综合补偿控制（也称综合治理），其灵活性和补偿多样性在提高电能质量方面得到广泛的应用和研究，但是，由于中高压电网的电压幅值较大，UPQC很难适用于高压配电网。……