发展新能源是解决能源与环境之间矛盾的重要途径。随着太阳能、风能、生物质能等大量新能源接入配电网,势必会对配电网的电压、频率等造成影响。新能源诸如光伏、风能发电等具有间歇性,波动性,给电网电压带来不稳定性。大量新能源电力电子变换装置接入配电网,及各种非线性、冲击性的用电负载,都给配电网带来了严重的电压电流畸变,大量的谐波电流会威胁到正常用电设备尤其是精密设备的正常运行。当前多数电能治理装备在配电网比较稳定的情况下可以满足要求,而随着新能源接入配电网带来的电能质量问题,给现有电能质量检测与控制技术带来了挑战。本文在“含微网配电系统电能质量分析与控制方法研究”(51477070)国家自然基金等项目支持下,以计及微电网的统一电能质量调节器(unified power quality conditioner,UPQC)为研究对象,根据其拓扑结构与功能,主要研究了串联滤波器电压检测与控制,并联滤波器谐波检测与控制,新拓扑结构与直流侧电压稳定控制,串并联滤波器间的无功协调补偿控制等内容,取得的研究成果如下:(1)微电网易受光照、温度等自然条件影响,容易导致电网并网点的电压跌落,针对采用传统PI控制器UPQC无法兼顾良好的电压检测动态性能与精度问题,先对UPQC的dq轴间交叉耦合量进行解耦控制,提高了控制性能。进一步提出了一种混沌免疫遗传算法与PI控制相结合的电压跌落检测算法,根据混沌变量的随机性、遍历性和规律性特点,结合免疫遗传算法,采用混沌免疫遗传算法对控制器参数进行优化,提升了控制系统的动态响应性能与鲁棒性能,满足UPQC电压检测精度与补偿性能要求。仿真验证了该电压跌落检测方法的有效性与可行性。(2)含微电网的配电系统相对于普通电力系统而言,其电网谐波因受到随机性、不平稳性等因素影响,导致UPQC谐波检测与补偿难度大大增加,提出了一种基于超短反馈控制的谐波电流检测方法,根据人体激素调节反馈机制,形成基于内分泌激素反馈机制的超短反馈控制器,用于检测含微电网的配电网谐波电流,解决了微电网波动、负载参数变化所引发的电能质量问题,提高UPQC谐波检测的抗干扰性能。克服传统滞环控制方法补偿电流信号跟随误差固定不变的缺点,进一步提出改进可变环宽的滞环控制策略用于谐波补偿,保证补偿电流信号实时准确的跟踪指令电流信号的变化,提高了UPQC谐波补偿的动态性能和控制精度,仿真验证了该谐波检测方法和控制策略的有效性。(3)UPQC串并联滤波器间的能量耦合作用降低了直流母线电压控制的稳定性,为保持电压稳定在其直流侧集成光伏发电模块构建新拓扑结构,同时也拓展了多功能。由于光伏发电容易引起母线电压不稳定,故提出基于多智能体的混沌粒子群优化算法的电压控制策略,将智能体的智能性应用于粒子群的群搜索,增强粒子群算法内部信息的多样性和传递性,同时结合混沌局部搜索算法在整个解空间中的寻优能力,提高粒子群的寻优速度,使得控制器参数能实现动态在线优化,改善了电压控制的鲁棒性、快速性与动态性,解决了新拓扑结构存在直流电压参数波动较大、扰动较多的缺陷。仿真验证了所提的直流侧母线电压控制策略的可行性及UPQC的补偿效果。(4)针对UPQC正常运行中并联滤波器(parallel active power filter,PAPF)与串联滤波器(series active power filter,SAPF)两者功能相对独立、利用率低的问题,提出UPQC控制SAPF输出电压向量与电流向量相垂直以实现无功功率输出的策略,应用到基于多智能体的动态协同任务求解机制的UPQC无功补偿协调控制中,建立基于多智能体的动态协作任务求解组织模型,设计UPQC复杂任务分解原则,给出了动态协作任务求解的无功补偿实现机制,尤其是当串联侧没有电压畸变时,采用SAPF协同进行无功补偿,PAFP进行谐波补偿,实现UPQC协调控制,提高了综合补偿效率,仿真验证了UPQC无功协调控制策略的可行性。(5)搭建了计及微电网的UPQC总体实验平台,对UPQC软硬件进行了设计,开发出了实验样机,对所提的UPQC电压跌落检测、谐波检测与控制策略进行了实验研究,实验验证了UPQC检测与控制策略的可行性。