基于模型預(yù)測控制和卡爾曼濾波的統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器的研究.pdf

1、電力系統(tǒng)中的電能質(zhì)量問題日趨復(fù)雜和嚴(yán)重。統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器(UPQC),集串聯(lián)型有源電力濾波器和并聯(lián)型有源電力濾波器于一體,具備綜合的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)功能。為了解決配電系統(tǒng)中供電端和用戶端存在的諧波畸變和電壓瞬時擾動等多種電能質(zhì)量問題,本文開展了基于模型預(yù)測控制(MPC)和卡爾曼(Kalman)濾波的LIPQC的課題研究。論文的主要內(nèi)容如下:
　　 概述了電能質(zhì)量問題及解決電能質(zhì)量問題的技術(shù)發(fā)展?fàn)顩r,著重地介紹了UPQC的概念,比較

2、詳盡地調(diào)查了UPQC相關(guān)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、檢測方法和控制方法等關(guān)鍵技術(shù)的研究現(xiàn)狀。
　　 分析了UPQC的基本拓?fù)浼捌涔ぷ髟砗凸δ?。介紹了一些UPQC改進(jìn)與擴(kuò)展結(jié)構(gòu)及其特征和優(yōu)點(diǎn)。給出UPQC的等效電路,對電路進(jìn)行分析,并據(jù)此建立了UPQC的狀態(tài)空間模型,作為檢測方法和控制方法的設(shè)計基礎(chǔ)。
　　 具體開展了以狀態(tài)空間模型為基礎(chǔ)、以Kalman濾波作為檢測方法、以MPC作為控制方法的UPQC的研究。闡述了Kalman濾波的原理

3、、特點(diǎn)及設(shè)計方法,提出了一種基于Kalman濾波的UPQC檢測方法。分析了MPC的原理和特點(diǎn)及設(shè)計方法,提出了一種基于MPC控制的UPQC控制方法。
　　 深入開展了控制方法的研究,在基本的MPC策略的基礎(chǔ)上,針對UPQC的特點(diǎn),提出了結(jié)合線性前饋環(huán)節(jié)的MPC策略、前饋MPC和反饋MPC相結(jié)合策略和異步MPC策略等一系列UPQC控制方法,在有效性和實時性兩方面改善UPQC的電能質(zhì)量綜合調(diào)節(jié)性能。
　　 利用Matlab/

4、Simulink工具,實現(xiàn)了Kalman濾波和一系列MPC相關(guān)控制的算法,設(shè)計出UPQC仿真電路系統(tǒng),仿真驗證UPQC的電能質(zhì)量綜合調(diào)節(jié)性能。同時利用基于dSPACE的實驗裝置,實驗驗證UPQC的電能質(zhì)量綜合調(diào)節(jié)性能。大量的仿真和實驗結(jié)果表明,Kalman濾波檢測方法可以實現(xiàn)對電能質(zhì)量問題的準(zhǔn)確快速檢測,MPC相關(guān)控制策略可以實現(xiàn)對電能質(zhì)量的有效實時控制,基于MPC控制和Kalman濾波的UPQC系統(tǒng),能夠解決配電系統(tǒng)中供電端和用戶端存