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随着国民经济的快速发展,我国对于电力能源的需求越来越高,但是现代化工业进程的加快,各种用电设备对电能质量的要求也在不断提高,因此如何保证电能质量的稳定和高效,已成为电力研究领域的热点问题。统一电能质量控制器(UPQC)主要由并联型有源电力滤波器、串联型有源电力滤波器及直流侧电压支撑单元组成,具有动态电压恢复、无功补偿、消除电压和电流中的谐波等功能,是一种综合电能质量治理装置。然而常规UPQC在解决电压补偿问题时,由于直流侧储能不足,往往会导致补偿后的负载电压存在相位跳变,串、并联单元的补偿容量也较大,限制了UPQC的功能发挥。针对以上问题,本文研究的具体工作如下:(1)对目前UPQC常用的电压补偿策略及拓扑结构优缺点进行了介绍,指出把负载电压全补偿策略与储能式UPQC相结合,在实现负载电压全补偿的同时又能降低UPQC串、并联单元的补偿容量是可行的。接着分析了储能式UPQC的工作原理,画出了其单相等效电路图,并基于开关函数建立了串联单元、并联单元、直流储能单元的数学模型。(2)针对常规UPQC电压补偿策略中往往不考虑负载电压相位的补偿问题,本文以系统正常工作时的负载额定电压为参考,对负载电压幅值、相位全补偿进行了介绍,并结合串联电压补偿幅值变化率这一概念,分析了补偿电压、电流的幅值变化范围,分析表明负载电压全补偿更适用于储能式UPQC中。(3)常规储能式UPQC补偿策略,为了实现串、并单元的功率协调分配,可能出现补偿前后负载电压相位跳变问题,这对相位跳变敏感负荷是有影响的。为此,本文对储能式UPQC提出了一种负载电压幅值和相位全补偿容量配置策略。该策略在实现负载电压完全补偿的前提下,利用储能单元能够提供有功功率的特点,通过选择合适的并联补偿电流并使其幅值保持恒定,减小补偿后的电源电流幅值,从而使串联单元保持较低的补偿容量,减小了UPQC的串联单元容量的配置。进行了仿真验证,结果表明,所提策略可以实现负载电压的完全补偿,并减小了UPQC的串联单元补偿容量。(4)设计了UPQC的主电路,包括:串联变压器、功率开关器件的选型;串联滤波电感、串联滤波电容、并联滤波电感、并联滤波电容、直流电容等参数的计算方法。然后对UPQC串、并联单元及不间断供电功能进行了仿真,仿真结果表明,本文所设计的UPQC系统达到了维护负载电压质量及电网电流质量的目的,实现了对负载的不间断供电功能。