В данной работе предлагается новая конфигурация двойного универсального компенсатора качества электроэнергии (UPQC), питаемого от двух фотоэлектрических (ФЭ) систем, далее именуемая как 2UPQC-2PV, для улучшения показателей качества электроэнергии в однофазной сети 220 В/50 Гц. Конфигурация 2UPQC-2PV предложена с целью предотвращения возможного отказа обоих инверторов в одной из цепей UPQC. ФЭ-массив заменяет конденсатор постоянного тока (DC-link) для поддержания его напряжения, подключенного к DC-link UPQC, на постоянном уровне, одновременно обеспечивая активную мощность нагрузке при перерыве напряжения. Метод двойного нечеткого Сугено (dual-FS) используется для преодоления слабых мест двойного пропорционально-интегрального (dual-PI) управления при определении оптимальных параметров пропорциональных и интегральных констант.
1. Введение
Многие работы обсуждали развертывание двойных цепей UPQC и управление ими для улучшения качества электроэнергии в низковольтных распределительных сетях. В некоторых работах использовалась теория синусоидальной синхронизации для создания простого подхода к управлению UPQC в системе координат ABC, тогда как в других сравнивались два различных метода управления для генерации сигнала широтно-импульсной модуляции (ШИМ) с использованием систем координат α−β и d-q соответственно. Уже были проведены симуляции и лабораторные испытания, сравнивающие рабочие характеристики одиночного UPQC и двойного UPQC в трехфазной трехпроводной (3P3W) системе при статических и динамических неисправностях, а также для дополнительной регулировки сетевого напряжения. По данным симуляций и экспериментов, двойной UPQC демонстрировал лучшие статические и динамические характеристики по сравнению с одиночным UPQC.
2. Метод исследования
В данном исследовании однофазная схема Se-AF состоит из четырех MOSFET-ключей (MO1, MO2, MO3 и MO4), которые вводят компенсирующее напряжение на шину нагрузки при возникновении провала или выброса напряжения на шине источника. Однофазная схема Sh-AF состоит из четырех IGBT-ключей (IG1, IG2, IG3 и IG4), которые вводят гармоническую компенсирующую ток на шину источника из-за наличия нелинейной нагрузки (NL). В предложенном модели NL представляет собой мостовой выпрямитель с диодами (D1, D2, D3 и D4), подключенный к RL-нагрузке постоянного тока.
Два предложенных силовых электронных устройства — это 1UPQC-1PV массив и 2UPQC-2PV массивы. Для преодоления недостатков системы 1UPQC-1PV и поддержания величины напряжения нагрузки, одновременного снижения THD напряжения нагрузки и обеспечения более стабильного питания активной мощности на шине нагрузки при перерыве напряжения на шине источника, предложена система 2UPQC-2PV. В отличие от других исследований, предложенная схема UPQC не включает конденсатор постоянного тока.
3. Результаты и обсуждение
С использованием Matlab Simulink каждая комбинация моделей выполняется в соответствии с предложенным случаем для получения осциллограмм напряжения источника (VS), последовательного напряжения (VSE), напряжения нагрузки (VL), тока источника (IS), параллельного тока (ISH) и тока нагрузки (IL). На основе осциллограмм определяются их величины и соответствующие значения THD. Измерение величины напряжения, номинального тока и значений THD для каждой комбинации UPQC-PV было выполнено за 3 цикла между 0,22 с и 0,28 с. Далее проводятся симуляции нескольких предложенных случаев для получения кривых и определения значений напряжения ФЭ (VPV), тока ФЭ (IPV) и мощности ФЭ (PPV), а также их вклада в изменения активной мощности нагрузки (PL), которые выполняются за один цикл в 0,25 с. Значение мощности ФЭ измеряется после схемы повышающего преобразователя постоянного тока, поэтому его значение равно мощности DC-link, так как схема UPQC не использует конденсаторы.
4. Заключение
Конфигурация 2UPQC-2PV для улучшения показателей качества электроэнергии в однофазной сети 220 В / 50 Гц была реализована вместе с конфигурацией 1UPQC-1PV. Конфигурация 2UPQC-2PV предложена с целью предотвращения отказа двух инверторов в одной из цепей UPQC. Предложенная модель не использует конденсатор постоянного тока, роль которого заменяется ФЭ-генератором, чтобы поддерживать постоянное напряжение DC-link UPQC, одновременно обеспечивая питание нагрузки при перерывах. Метод двойного нечеткого Сугено (dual-FS) используется для преодоления слабых мест двойного пропорционально-интегрального (dual-PI) управления при определении оптимальных параметров пропорциональных и интегральных констант. Проведены симуляции помех для конфигураций 2UPQC-2PV и 1UPQC-1PV с использованием управлений dual-FS и dual-PI, а также трех случаев: Случай 1 (S-Sag-NL), Случай 2 (S-Swell-NL), Случай 3 (S-Inter-NL).
Источник: IEEE Xplore
Заявление: Уважайте авторские права, хорошие статьи стоит делиться, если есть нарушение прав обратитесь для удаления.
Вход
