超级电容器储能UPQC：工作条件与协调控制策略

本文主要探讨了在电力系统中如何通过引入超级电容器储能系统（SESS）来改进传统统一电能质量调节器（UPQC）的工作效能，尤其是在面对电源瞬时中断或电压暂降等电能质量问题时。UPQC原本的设计虽然能够通过串联电压补偿和并联电流补偿来提升电能质量，但缺乏足够的直流储能能力，特别是在极端情况下，无法提供持续的电力供应。 作者首先指出了配电网电能质量问题的普遍性和严重性，强调了UPQC作为定制电力技术在电能质量改善中的关键作用。然而，传统的UPQC结构通常不具备母线储能设备，因此在电源不稳定的情况下表现不足。文献[7-12]中的UPQC设计在一定程度上改进了电能补偿效果，但并未深入探讨直流储能的应用。 为了克服这一局限，文章提出了基于SESS的新型UPQC拓扑结构。这种结构集成了超级电容器作为储能单元，增强了系统在突发情况下维持电能质量的能力。作者对UPQC的优化配置进行了深入研究，探讨了系统级功率流协调控制的最佳工作条件，明确了配置决策的关键因素和目标函数。 在控制策略方面，文章提出了结合PI控制和重复控制的UPQC单元级控制策略。这种策略旨在使串、并联变流器之间的协同工作更为高效，确保整个系统能在遇到电源问题时快速响应，同时保证SESS的有效利用。这种协调控制策略不仅解决了电能质量问题，还提升了系统的整体效率。 通过仿真和实验分析，研究结果证明了基于SESS的UPQC拓扑结构和控制策略的有效性和可靠性。它们能够在改善电能质量的同时，实现UPQC各组成部分（包括串联和并联变流器以及SESS）之间的紧密协作，显著提高了系统的适应性和稳定性。 总结来说，本文的核心贡献在于提出了一种创新的解决方案，通过整合超级电容器储能技术和协调控制策略，改进了UPQC在应对电能质量问题上的表现，特别是在电源波动和电压暂降等极端条件下。这一研究成果对于提高电力系统的稳定性和电能质量具有重要意义。