在智能电网中，通过使用DFIG-PV-IG集成型UPQC与不等步多电平逆变器来提升电能质量，以满足对电能质量要求较高的电动汽车和医疗设备的用电需求

《ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING》：Power Quality Enhancement in Smart Grids Using DFIG-PV-IG Integrated UPQC with Unequal Step Multilevel Inverter for Sensitive Electric Vehicle and Medical Loads

该框架通过集成双馈感应发电机、光伏系统及统一电力质量调节器，采用不等步多电平逆变器、MPPT算法和生物地理学优化驱动的SHE-PWM策略，有效抑制电压波动和谐波失真，实验与仿真验证其高效率（>96%）和长期经济可行性，适用于高可再生能源渗透的智能电网。

　　

摘要

本文提出了一种新型的电能质量（PQ）提升框架，适用于以可再生能源为主的微电网或先进的智能电网系统。该框架通过集成双馈感应发电机（DFIG）、光伏（PV）模块和感应发电机（IG），并结合统一电能质量调节器（UPQC）来实现电能质量的优化。所提出的架构专为低压和中等电压配电网设计，能够确保电动汽车（EV）和医疗设备等敏感负载的可靠运行。该系统的独特之处在于采用了不等步多级逆变器（UMLI），该逆变器增强了电压调节能力，改善了动态响应，并减少了失真。光伏子系统通过一个由最大功率点跟踪（MPPT）算法控制的升压DC-DC转换器进行连接，从而在不同大气条件下实现高效能量采集。为了进一步优化性能，本文还采用了基于生物地理学的优化（BBO）驱动的选择性谐波消除脉宽调制（SHE-PWM）方案，有效抑制了低阶谐波，并显著降低了总谐波失真（THD）。为了减少开关损耗，多级逆变器的最佳开关角度通过离线计算并存储在微控制器的存储器中，计算过程中使用了混合模型方程（MME）以支持实时应用。大量的MATLAB/Simulink仿真以及实验验证表明，所提出的DFIG-PV-IG集成UPQC方案能够有效缓解电压凹陷、电压波动、闪烁、谐波失真和无功功率不平衡问题，同时保持系统稳定性。对比分析显示，尽管安装成本略高，但与传统UPQC系统相比，该方法在电能质量改善、效率提升（>96%）、设备寿命延长以及长期经济效益方面具有明显优势。研究结果证明了该策略的实用性，它是一种技术上可靠且经济上可行的解决方案，特别适用于可再生能源占比高的未来智能电网和微电网，尤其是在对不间断、高质量电力供应有严格要求的环境中。