基于觀測(cè)器理論的選次諧波檢測(cè)與補(bǔ)償.pdf

1、近年來電網(wǎng)諧波污染日益嚴(yán)重，諧波的研究和治理受到了國(guó)內(nèi)外的高度重視。為了實(shí)現(xiàn)諧波的選次、精確補(bǔ)償，本文分別對(duì)諧波檢測(cè)和有源電力濾波器(APF)的控制策略兩部分內(nèi)容進(jìn)行了研究。首先，觀測(cè)器理論運(yùn)用在諧波檢測(cè)領(lǐng)域的研究，國(guó)內(nèi)外學(xué)者才剛開始涉及。本文提出了一種基于觀測(cè)器理論的新型諧波電流檢測(cè)方法，實(shí)現(xiàn)了指定次諧波的快速、精確檢測(cè)，為諧波檢測(cè)提供了一種新的思路;其次，工業(yè)過程中環(huán)境干擾給系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)帶來很大的不確定性，按照理想模型設(shè)計(jì)的最優(yōu)控

2、制器在此情況下難以保持最優(yōu)。本文設(shè)計(jì)了一種自適應(yīng)的模型預(yù)測(cè)控制方法，能夠計(jì)算出電路參數(shù)變化給系統(tǒng)模型帶來的偏差，在等效的實(shí)際電路模型上實(shí)現(xiàn)逆變器的精確電流跟蹤;最后，結(jié)合兩部分內(nèi)容研究了APF的選次諧波補(bǔ)償策略，并完成了仿真驗(yàn)證和實(shí)驗(yàn)調(diào)試。具體的研究?jī)?nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)如下:
　　提出了一種基于觀測(cè)器理論的新型電流諧波在線檢測(cè)方法。首先，負(fù)載電流可以看做是由基波和前n次諧波分量之和組成的，因此該方法將待測(cè)電流寫成傅里葉級(jí)數(shù)的形式，將電流通

3、過一個(gè)積分環(huán)節(jié)構(gòu)成一個(gè)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)。然后，將基波和諧波參數(shù)作為狀態(tài)量，建立狀態(tài)方程，設(shè)計(jì)觀測(cè)器將指定次諧波參數(shù)在線檢測(cè)出來，利用Lyapunov定理和Lasalle不變集原理證明了觀測(cè)器的收斂性。最后，將觀測(cè)器方程離散化，得到了每個(gè)控制周期諧波檢測(cè)的控制律。該方法不僅可以用于單相電路，還可以用于三相電路中每一相的諧波檢測(cè);與傳統(tǒng)瞬時(shí)無功功率相比，不僅可以檢測(cè)總諧波電流，而且可以檢測(cè)指定頻次諧波分量;與FFT方法相比，檢測(cè)諧波具有準(zhǔn)確性;與神

4、經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自適應(yīng)預(yù)測(cè)算法以及Ip-Iq算法相比，當(dāng)電流發(fā)生突變時(shí)，本方法諧波檢測(cè)速度更快，具備很好的動(dòng)態(tài)性能;另外，本方法對(duì)噪聲具有很好的抗干擾性。仿真結(jié)果論證了以上特性。
　　設(shè)計(jì)了一種自適應(yīng)的模型預(yù)測(cè)控制方法解決逆變器的電流跟蹤問題。這種方法通過計(jì)算電路參數(shù)變化給控制模型帶來的偏差，建立等效的實(shí)際電路模型，為實(shí)現(xiàn)精確的電流跟蹤打下了基礎(chǔ)。這種觀測(cè)偏差的算法簡(jiǎn)單，能夠在線、迅速地進(jìn)行參數(shù)辨識(shí)。仿真結(jié)果驗(yàn)證了本方法對(duì)電路參數(shù)辨識(shí)的準(zhǔn)確

5、性較好、響應(yīng)迅速。在全橋逆變器的電流跟蹤控制中，結(jié)合參數(shù)偏差消除的自適應(yīng)原理，使用模型預(yù)測(cè)控制方法實(shí)現(xiàn)了電流的精確跟蹤。仿真分析證明使用自適應(yīng)的模型預(yù)測(cè)控制方法比僅僅使用模型預(yù)測(cè)控制具有更精確的跟蹤效果、跟蹤誤差小，同時(shí)能夠快速地應(yīng)對(duì)負(fù)載變化、動(dòng)態(tài)性能好，計(jì)算時(shí)間少。
　　實(shí)現(xiàn)了APF的選次諧波補(bǔ)償。首先闡述了諧波電流檢測(cè)和補(bǔ)償?shù)膶?shí)現(xiàn)原理，通過單相諧波補(bǔ)償?shù)姆抡娣治觯庇^的驗(yàn)證了所提方法對(duì)選次諧波補(bǔ)償、諧波補(bǔ)償程度能夠單獨(dú)設(shè)置、各