光伏并网发电与UPQC的统一控制研究

光伏并网发电技术与统一电能质量调节器(UPQC)的统一控制是当前电力电子技术领域的重要研究方向之一。该研究领域涉及电力系统的电能质量调节、光伏发电的接入控制以及电力中断补偿等多个方面。以下是对这一研究领域中关键技术知识点的详细说明： 1. 电能质量问题的背景与现状： 在现代电力系统中，由于电力电子非线性装置的广泛应用，产生了大量的电力谐波，导致电能质量下降，这不仅影响电网本身的稳定运行，还可能对周边电气和通讯设备造成损害。改善电能质量逐渐成为人们关注的热点问题。目前，有源滤波技术是改善电能质量的有效手段之一。 2. UPQC的概念与发展： UPQC是由日本学者Akagi于1996年提出的概念，旨在通过共用直流侧电容连接并联型和串联型有源滤波器，同时改善电网的电压和电流质量。UPQC的主要功能是补偿电压和电流质量问题，如谐波电压、电压跌落、三相电压不对称、无功电流、谐波电流和三相电流不平衡等。 3. UPQC的结构与工作原理： UPQC通常由串联有源电力滤波器、并联有源电力滤波器和共用直流侧电容组成。串联部分主要负责补偿电压质量问题，而并联部分则负责补偿电流质量问题，并通过控制电路维持直流侧电压的稳定。并联部分通过吸收电网的有功电能来维持直流侧的电容器能量。 4. 光伏并网发电系统的特点与挑战： 光伏并网发电系统是将太阳能电池板产生的电能接入公共电网的一种方式。由于太阳光的日夜交替变化，现有的光伏并网发电装置无法实现连续工作，导致设备的利用效率不高，并可能对电网的稳定性产生影响。 5. 统一电能质量调节器与光伏并网发电的结合： 由于UPQC和光伏并网发电系统在结构和控制上有诸多相似之处，可以在UPQC的基础上实现光伏并网发电功能。本文提出的具有光伏并网功能的UPQC系统结构及控制策略，能够同时实现电能质量综合治理、光伏并网发电以及电力中断补偿。 6. 新型UPQC的结构设计与控制策略： 提出的新结构主要包括串联部分、并联部分、光伏阵列及其最大功率点跟踪控制部分。新UPQC控制策略中，特别强调了对光伏阵列最大功率点的跟踪（MPPT），以确保光伏阵列能够在最大功率点工作，将最大功率注入电网，同时保证在电网停电时，直流侧能量能够直接供给负载。 7. 系统仿真验证： 文章通过MATLAB/SIMULINK软件对提出的UPQC新结构及控制策略进行了仿真验证，证明了新系统结构及控制策略的可行性和有效性。 8. 关键技术点： 包括瞬时无功功率理论、谐波检测、控制策略的制定、UPQC的控制原理、最大功率点跟踪技术(MPPT)等。 9. 研究意义与应用前景： 本研究提出的新型UPQC系统结构及控制策略，不仅克服了传统UPQC无法进行电力中断补偿和传统光伏发电间歇性工作的缺陷，而且促进了光伏并网技术的完善和电能质量调节技术的发展。从经济性和性能上都有优势，有较高的推广价值。 通过以上知识点的详细阐释，可以看出光伏并网发电与UPQC的统一控制研究不仅是一个技术融合的前沿课题，同时对于提高电力系统的稳定性和可靠性具有重要的实际应用价值。