【摘要】：微電網(wǎng)作為傳統(tǒng)電網(wǎng)向智能電網(wǎng)的過(guò)渡形式，可以滿足用戶對(duì)于多種電能質(zhì)量的需求。但由于分布式電源、非線性負(fù)荷等組件的影響，微電網(wǎng)內(nèi)部很容易出現(xiàn)電壓波動(dòng)、電力諧波、負(fù)序電流等電能質(zhì)量問(wèn)題。為了提高微電網(wǎng)的電能質(zhì)量，統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器（UPQC）逐漸成為了研究熱點(diǎn)，這種裝置能補(bǔ)償絕大部分電能質(zhì)量問(wèn)題，是改善微電網(wǎng)電能質(zhì)量的理想選擇。然而，考慮到檢測(cè)方法、軟硬件限制、建模偏差以及參數(shù)漂移的影響，微電網(wǎng)UPQC始終存在著不可忽略的時(shí)滯與參數(shù)不確定性等問(wèn)題，而這些問(wèn)題很可能導(dǎo)致系統(tǒng)失穩(wěn)而無(wú)法正常工作。為此，本文重點(diǎn)研究了微電網(wǎng)UPQC在時(shí)滯和參數(shù)不確定性影響下的鎮(zhèn)定控制問(wèn)題。 本文首先對(duì)微電網(wǎng)的電能質(zhì)量問(wèn)題、微電網(wǎng)UPQC的基本結(jié)構(gòu)以及UPQC的等值電路進(jìn)行了概述，并根據(jù)基爾霍夫定律構(gòu)建了微電網(wǎng)UPQC的狀態(tài)空間模型。在此基礎(chǔ)上，分析了UPQC系統(tǒng)中時(shí)滯產(chǎn)生的原因及影響，建立了UPQC時(shí)滯系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，并基于Lyapunov-Krasovskii穩(wěn)定性理論、時(shí)滯系統(tǒng)理論以及H∞控制理論研究了UPQC在時(shí)滯影響下的控制方法。然后，進(jìn)一步分析了UPQC系統(tǒng)中參數(shù)不確定性存在的原因及影響，建立了UPQC不確定時(shí)滯系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型，考慮到穩(wěn)定性判據(jù)的保守性問(wèn)題，針對(duì)該模型構(gòu)造了另一種形式的Lyapunov-Krasovskii泛函進(jìn)行推導(dǎo)，得出了UPQC在時(shí)滯和參數(shù)不確定影響下的控制方法。最后，利用仿真實(shí)驗(yàn)證明了所提出控制方法的有效性，并通過(guò)比較仿真結(jié)果分析了系統(tǒng)的H∞性能與最大時(shí)滯上界之間的相互作用關(guān)系。
【圖文】：

電網(wǎng)的基本結(jié)構(gòu) 2-1 所示的微電網(wǎng)含有 3 條饋線 A、B、C，其中，饋線 A、B 上均含根據(jù)用戶的實(shí)際需求，分布式電源被安放于饋線的各個(gè)位置，饋線 B現(xiàn)熱電聯(lián)產(chǎn)[7]。各分布式電源旁邊安裝的功率-電壓控制器共同組成了管理系統(tǒng)，這些控制器能夠調(diào)節(jié)各分布式電源的出力，并同時(shí)對(duì)饋線。由于微電網(wǎng)不同運(yùn)行模式之間的切換主要依靠隔離開(kāi)關(guān)來(lái)實(shí)現(xiàn)，因荷的饋線 A、B 需要通過(guò)隔離開(kāi)關(guān)接入到配電網(wǎng)之中，而位于變壓器 PCC 作為整個(gè)微電網(wǎng)的并網(wǎng)接入點(diǎn)，可以實(shí)現(xiàn)兩個(gè)電網(wǎng)之間能量交換現(xiàn)故障時(shí)，隔離開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，微電網(wǎng)的饋線 A、B 從配電網(wǎng)中解裂出來(lái)模式，這樣可以確保微電網(wǎng)內(nèi)敏感負(fù)荷的穩(wěn)定工作，等故障消失后，切換到并網(wǎng)模式。

慮到微電網(wǎng)內(nèi)各種電能質(zhì)量問(wèn)題有可能并發(fā)的情況，應(yīng)用 UPQC 來(lái)補(bǔ)償微電網(wǎng)內(nèi)的電能質(zhì)量問(wèn)題是比較可行的。圖 2-2 展示了含有 UPQC 的單相微電網(wǎng)[4]。圖中的 UPQC 由串聯(lián) APF 和并聯(lián)APF 通過(guò)公共的直流側(cè)電容器連接而成，串聯(lián) APF 通過(guò)耦合變壓器以串聯(lián)的方式連接在分布式電源與負(fù)荷之間，用于抑制分布式電源所引起的諧波及電壓波動(dòng)，并聯(lián)APF 通過(guò)電感以并聯(lián)的方式連接在靠近負(fù)荷的一側(cè)，，用于補(bǔ)償非線性負(fù)荷所引起的諧波和負(fù)序電流。因此，UPQC 不僅能夠提升微電網(wǎng)的電能質(zhì)量，保證系統(tǒng)的供電可靠性，還能夠削弱分布式電源和非線性負(fù)荷等帶來(lái)的負(fù)面效應(yīng)。圖 2-2 含有 UPQC 的單相微電網(wǎng)圖 2-3 表示的是微電網(wǎng) UPQC 的單相等值電路[40]。圖中的 表示了電源電壓，由于受到微電網(wǎng)內(nèi)分布式電源的間歇性和波動(dòng)性的影響
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：TM761

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本文編號(hào)：2564054