基于储能型UPQC的全范围电压补偿方法、系统及产品与流程

本发明涉及电能质量治理，尤其涉及一种基于储能型upqc的全范围电压补偿方法、系统及产品。

背景技术：

1、目前，国内外学者已提出并开发了许多用来改善和提高电能质量的装置。如无源滤波器、有源滤波器、电池储能系统、不间断电源、动态电压恢复器等。但单一的串联或并联有源滤波器只能解决电网中的某些电能质量问题，为了达到综合补偿的目的，日本学者h.akagi于1996年首次提出了统一电能质量调节器（unified power qualityconditioner，upqc）的概念。该系统集结了串、并联补偿器的功能，是一种能解决多数电能质量问题的综合补偿装置。

2、传统型upqc的并联侧变流器通过吸收线路电流并以稳定的直流电压的形式来传递能量，而串联侧变流器凭借稳定的直流电压进行逆变并输出可控交流电压完成对于电网侧电压暂降的补偿，其能量来自电网本身，若暂降程度过深，负荷的电压和功率差额过大以至于并联侧变流器从原线路吸收的功率无法完全覆盖串联侧变流器逆变功率的需求，无法完全补偿负荷缺额，即“入不敷出”，则此时表现为直流电压的下跌。因而，传统型upqc存在50%的电压暂降补偿极限，无法实现对于全范围的电压暂降的补偿。

3、目前的upqc控制策略多是针对传统型upqc，一般是将串联侧控制为电压源，提供幅值、相位和频率均可调节的正弦电压，来补偿电网基波电压和谐波电压，而并联侧则被控制为电流源，补偿负载侧的无功、不平衡或谐波电流分量以及维持直流侧电压的稳定。

4、随着储能型upqc的出现，使upqc系统具有了更强的电能质量治理能力，能够应对仅依靠直流侧电容无法解决的恶劣情况下网侧电压暂升/降及负荷容量突加/减问题。但是目前的upqc控制策略没有充分利用储能型upqc的优势，缺少对全范围的电压暂降进行补偿的控制策略。

技术实现思路

1、本发明旨在解决无法实现对深度电压暂降进行补偿的问题。为此，本发明提供一种基于储能型upqc的全范围电压补偿方法、系统及产品，可以实现对全范围电压暂降的补偿，并在发挥储能优势的同时，充分利用了电网侧的功率。

2、本发明提供基于储能型upqc的全范围电压补偿方法，采用的技术方案如下：包括：

3、获取参数；

4、根据所述参数和预设的电网标称电压值计算电压暂降深度；

5、所述电压暂降深度处于第一阈值范围时，串联侧变流器对电网补偿，并联侧变流器从电网取能，所述串联侧变流器对电网的补偿功率由并联侧变流器提供，

6、所述电压暂降深度处于第二阈值范围时，所述串联侧变流器对电网补偿，所述并联侧变流器从电网取能，储能电池放电，所述串联侧变流器对电网的补偿功率由储能电池和并联侧变流器共同提供，

7、所述电压暂降深度处于第三阈值范围时，所述串联侧变流器对电网补偿，储能电池放电，所述串联侧变流器对电网的补偿功率由所述储能电池提供，

8、所述第一阈值范围、第二阈值范围和第三阈值范围依次减小。

9、进一步的，所述参数包括电网实际电压值，所述电压暂降深度为所述电网实际电压值除以电网标称电压值。

10、进一步的，所述第一阈值范围为[0.8p.u.，0.9p.u.)，所述第二阈值范围为[0.6p.u.，0.8p.u.)，所述第三阈值范围为[0，0.6p.u.)。

11、进一步的，所述电压暂降深度处于第一阈值范围时，所述并联侧变流器的控制过程为：

12、所述参数包括直流侧电压实际值和并联侧实际电感电流，根据所述并联侧实际电感电流，计算得到并联侧实际电感电流的d轴分量和并联侧实际电感电流的q轴分量；

13、将预设的直流侧电压参考值与所述直流侧电压实际值的差值经过第一pi控制器，生成并联侧电感电流的d轴参考值；将所述d轴参考值与所述并联侧实际电感电流的d轴分量的差值经过第二pi控制器，生成调制波的d轴分量；将0与所述并联侧实际电感电流的q轴分量的差值经过第三pi控制器，生成调制波的q轴分量；将所述调制波的d轴分量和调制波的q轴分量通过dq反变换、spwm调制算法，得到所述并联侧变流器的各开关管的驱动信号，输出所述驱动信号。

14、进一步的，所述电压暂降深度处于第二阈值范围时，所述并联侧变流器以恒定的功率从所述电网取能。

15、进一步的，所述电压暂降深度处于第二阈值范围时，所述并联侧变流器的控制过程为：

16、所述参数包括并联侧实际电感电流，根据所述并联侧实际电感电流，计算得到并联侧实际电感电流的d轴分量和并联侧实际电感电流的q轴分量；

17、将预设的有功电流指令值与所述并联侧实际电感电流的d轴分量的差值经过第二pi控制器，生成调制波的d轴分量；将0与所述并联侧实际电感电流的q轴分量的差值经过第三pi控制器，生成调制波的q轴分量；将所述调制波的d轴分量和调制波的q轴分量通过dq反变换、spwm调制算法，得到所述并联侧变流器的各开关管的驱动信号，输出所述驱动信号。

18、进一步的，所述电压暂降深度处于第三阈值范围时，所述并联侧变流器不从电网取能。

19、本发明还提供基于储能型upqc的全范围电压补偿系统，采用的技术方案如下：包括：采集模块、计算模块和控制模块，所述采集模块分别与所述计算模块、控制模块连接，所述计算模块与所述控制模块连接，

20、所述采集模块，用于获取参数；

21、所述计算模块，用于根据所述参数和预设的电网标称电压值计算电压暂降深度；

22、所述控制模块，用于所述电压暂降深度处于第一阈值范围时，控制串联侧变流器对电网补偿，控制并联侧变流器从电网取能，所述串联侧变流器对电网的补偿功率由并联侧变流器提供，

23、所述电压暂降深度处于第二阈值范围时，控制所述串联侧变流器对电网补偿，控制所述并联侧变流器从电网取能，控制储能电池放电，所述串联侧变流器对电网的补偿功率由储能电池和并联侧变流器共同提供，

24、所述电压暂降深度处于第三阈值范围时，控制所述串联侧变流器对电网补偿，控制储能电池放电，所述串联侧变流器对电网的补偿功率由所述储能电池提供。

25、本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述的基于储能型upqc的全范围电压补偿方法。

26、本发明实施例中的上述一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果之一：

27、1.本发明充分利用储能型upqc的储能容量，将电压暂降深度划分为三个范围，针对不同深度的电压暂降，分别通过并联侧变流器单独传递能量、并联侧变流器传递+储能电池释放能量以及储能电池单独释放能量三种能量传递形式为串联侧变流器提供能量，从而实现对于电压暂降的补偿。

28、2.本发明克服了传统型upqc存在50%的电压暂降补偿极限的弊端，通过三阶段的控制方法实现了对于全范围电压暂降的补偿，并在发挥储能优势的同时，充分利用电网侧的功率，通过功率的协调分配策略降低upqc对于储能容量的依赖，进一步拓宽了upqc装置的应用场景，保证了重要负荷的电压质量不受影响，避免了用户侧因为电压质量问题造成的产品报废和经济损失，具有较高的社会和经济效益。

29、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。