电能作为各行各业的基本动力能源，其质量问题受到广泛的重视。本文在深入研究电能质量问题本质的基础上，基于小波理论、自适应控制理论，采用数字信号处理技术，比较深入地进行了配电网络电能扰动辨识和电能质量综合调节系统的理论研究，通过实验样机和计算机仿真完成了与之相关的实验研究，为在10kV配电网络系统中实现电能质量综合调节做了一些有意义的工作。 传统电能质量调节系统最大的障碍是大功率电力电子器件的成本。为了解决这一问题，作者在研究电能扰动的调节中，首先提出了无源粗调／电力电子器件细调、改善电能质量与改善功率因数相结合的混合式电能质量综合调节器HUPQC(Hybrid Unified Power Quality Conditioner)设计方案。HUPQC由电能质量监测分析系统和电能质量调节系统构成，统一规划设计。电能质量监测分析系统采用双DSP实现系统的采样、信号处理，完成电能质量全程监测与分析；电能质量调节系统则采用有源与无源、改善电能质量与改善功率因数相结合的策略，有源部分以三电平PWM为主电路，由并联和串联APF(Active Power Filter)相结合、共用直流电源，构成其主体框架，并以无源调节配合有源调节来降低系统的综合造价，力图将电能质量调节技术在10kV配电系统中得到实用与推广。 为了对电能质量综合调节系统在理论上进行描述，作者应用空间坐标系变换和开关函数的概念，建立了系统的数学模型。电能质量调节系统的核心单元是PWM变流器，结合本文应用提出了三相ABC坐标系下电能质量综合调节系统的并联补偿单元和串联补偿单元的基本数学模型。为了实现三相系统的解耦控制，推导出dq坐标系下系统的数学模型，从数学意义上将三相时变非线性系统转化为两相系统。在此基础上作了进一步解耦，得到两相线性系统数学模型， 摘 要为电能质量调节的分析和仿真研究奠定了理论基础。 补偿指令信号的检测是电能质量调节装置的控制环节之一，本文提出了基于小波理论的预测检测策略，跟踪基波信号，以半周期为采样更新速度，应用小波变换法对信号的基波分量进行递推式预报，并取其与实时信号之差做为参考，然后产主与之大小相等、相位相反的信号作为 HUPQC的实时补偿指令信号。硬件实现采用DSP技术，软件应用Mallat算法，速度快，抗噪声性能好。仿真与实验结果表明，预测检测可有效地避免坐标变换或采样、计算过程引起的时滞，改善 HwQC补偿的实时性，从而提高调节系统的补偿精度，为实现对配电系统中电能“污染”的治理提供了一种较理想的信号检测方法。 对于电能质量调节器来讲，PWM跟随指令参考信号的控制性能在很大程度上影响着装置的补偿效果，本文选择无差拍电压空间矢量控制为系统控制策略，这种控制方法具有采样频率低，开关频率与采样频率的差距小，能有机地产主零矢量、跟踪精确以及无抖振等优点，动态响应快。研究中针对无差拍控制性能受系统参数变化的影响，提出了应用“在线限定记忆最小二乘”的参数辨识方法，分期实时地修正其控制参数，使之对系统的参数变化具有自适应性。仿真结果表明，本文提出的控制参数自适应的无差拍矢量控制方法，可以改善PWM的跟随控制特性，进而有利于电能质量调节系统性能的改善。 电能质量的监测分析是改善电力系统电能质量的基础工作，本文应用快速傅立叶变换（FFT）和小波变换技术，提出电能质量的混合分析方法，针对电能扰动成分的特点，进行分别处理。对于反复出现的周期性的扰动信号，采用FFT方法提取扰动信息，而对于瞬态扰动信号则应用小波变换小尺度分解对信号奇异性敏感的特点，使用Mallat算法提取瞬态扰动信息，以此降低小波分解的尺度：同时对信号的小波系数进行了的阀值压缩，有效地减少了电能质量全程监测数据的存储量。 电能质量监测分析系统是 HUPQC的组成部分之一，作者设计并成功地研制了一台电能质量监测分析实验样机。其主体设计采用DSP芯片为核心，系统主要由下位机、上位机和数据通讯等构成，实现了就地采样、分析、液晶显示和短时储存：远方计算机展示和数据库管理等功能。试验结果表明，该样机可以进行电能质量全过程监测以及分析谐波和典型的瞬态干扰信息，捕捉信息的速度可达一r级。它目前己通过现场试验，并在进行产品化设计。 ·见且－ 大连理工大学博士论文 通过本文的工作，希望为研制新型实用的电能质量调节器打下基础，为改善电能质量，消除电力污染，完成 10kV配电网络电能质量综合调节系统的实用化做出贡献。