UPQC 中串联逆变器的控制研究

李 强 ，李晓莉

(1.中铁21 局电务电化公司，兰州730030;2.兰州交通大学自动化与电气学院，兰州730070)

1 UPQC 简介

UPQC 的一个显著特性是一个典型的直流电容器(CDC)连接在电压源逆变器(VSI)两端，而不是一个直流电源。由于串联补偿器和并联补偿器都是无损的，需要一个特殊的直流环节电压控制器来使直流侧电容电压的平均电压保持恒定。在UPQC 中，并联补偿器通常负责这一电压的调节。在稳定状态，直流侧电压保持在设定值，但在暂态情况下不是这样的。暂态发生在当负载与UPQC连接、断开或电源电压跌落、上升的期间。因为计算新的参考电流需要一定的时间，所以并联补偿器不能及时反映负载的变化。此外，一些时间的设定围绕着稳定控制参数的参考值。因此，在负载变化的瞬间，通过直流侧电容器上的平均电压与他的参考值之间存在一段过渡时间。图1 为UPQC 的系统结构框图。

图1 UPQC 系统的结构框图

2 串联变频器控制

为了使输出交流电压波形接近正弦波，采用多种方案来调制串联逆变器的开关频率。文献［6］所详述的正弦脉宽调制方案被广泛应用。在该方案中，通过模数比较器来比较正弦波(控制信号)和三角波(载波信号)进而产生开关脉冲。调制深度ma可定义为:

当Vcontrol为调制信号的幅值，Vtri为三角波信号的幅值时，调制深度通常保持恒定。

电压源逆变器输出电压基波分量的幅值取决于直流侧输入电压和调制深度:

在典型应用中，逆变器的输出电压通常保持常数。对于确定的Vout(1)，对应的ma可从式(2)中计算出，再由式(1)算出Vcontrol。……