并聯(lián)型有源電力濾波器的自適應(yīng)控制研究.pdf

1、近年來隨著電力電子技術(shù)的逐步發(fā)展，各類大功率電力電子設(shè)備等非線性負(fù)載越來越多地被接入電網(wǎng)，使得電網(wǎng)諧波、無功等在內(nèi)的電能質(zhì)量問題越發(fā)嚴(yán)重。有源電力濾波器作為能有效抑制電網(wǎng)諧波電流、實(shí)現(xiàn)無功補(bǔ)償?shù)脑O(shè)備，成為了解決電能質(zhì)量問題重要的手段之一。并聯(lián)型有源電力濾波器（SAPF）具有輸出電流變化范圍寬，變化速度快的特點(diǎn)。所以輸出濾波器的特性對(duì)于APF的補(bǔ)償效果至關(guān)重要。而由于磁性材料的物理特性導(dǎo)致輸出濾波電感具有強(qiáng)非線性，且在輕載、重載條件下電感

2、量具有明顯差別，這對(duì)有源電力濾波器控制器的控制效果會(huì)產(chǎn)生極大的影響。所以本課題將并聯(lián)型有源電力濾波器作為研究對(duì)象，引入模糊控制及重復(fù)控制，研究在輸出濾波電感變化條件下的電流環(huán)自適應(yīng)控制算法。
　　首先，建立并聯(lián)型有源電力濾波器的數(shù)學(xué)模型并對(duì)輸出濾波電感的非線性進(jìn)行分析。通過分析APF的工作原理，確定并聯(lián)型有源電力濾波器的電路模型，并且進(jìn)一步建立APF在ABC靜止坐標(biāo)系、αβ靜止坐標(biāo)系及同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下的數(shù)學(xué)模型。此外，研究磁性材料

3、本身性質(zhì)的變化規(guī)律，對(duì)電感的非線性進(jìn)行數(shù)學(xué)建模，進(jìn)而得到電感量變化的仿真模型，對(duì)仿真結(jié)果進(jìn)行分析，驗(yàn)證電感量變化會(huì)影響APF的補(bǔ)償效果。
　　然后，設(shè)計(jì)基于模糊PI自適應(yīng)控制的APF電流環(huán)控制器。對(duì)模糊控制器的基本組成及設(shè)計(jì)方法進(jìn)行研究。針對(duì)在額定電感情況下的APF，設(shè)計(jì)了數(shù)字PI控制器，并研究電感變化對(duì)于數(shù)字PI控制器控制效果的影響。在考慮電感量寬范圍變化的條件下，引入模糊控制，設(shè)計(jì) APF電流環(huán)模糊 PI控制器，通過實(shí)時(shí)調(diào)整

4、PI控制器參數(shù)，減小變電感對(duì)系統(tǒng)的影響。對(duì)基于模糊PI控制的APF電流環(huán)仿真波形進(jìn)行分析。
　　最后，設(shè)計(jì)重復(fù)控制器提高APF電流環(huán)的跟蹤精度。從內(nèi)模原理開始研究重復(fù)控制的基本思想，然后分別從穩(wěn)定性、穩(wěn)態(tài)誤差及誤差收斂速度三個(gè)方面對(duì)重復(fù)控制器的控制性能進(jìn)行分析。以APF電流環(huán)控制作為實(shí)例，設(shè)計(jì)數(shù)字重復(fù)控制器，并對(duì)其進(jìn)行穩(wěn)定性校驗(yàn)。對(duì)基于重復(fù)控制和模糊PI的復(fù)合APF電流環(huán)控制進(jìn)行仿真，分析仿真結(jié)果，驗(yàn)證重復(fù)控制和模糊PI的復(fù)合控制