新型并聯(lián)混合型有源電力濾波器關(guān)鍵技術(shù)的研究.pdf

1、電能是國(guó)民經(jīng)濟(jì)和人民生活的命脈，而我國(guó)企業(yè)電能損失逐年增加。我國(guó)高耗能企業(yè)眾多，隨著鋼鐵、有色、石化等行業(yè)飛速發(fā)展，能源消耗總量大。隨著電力電子技術(shù)的飛速發(fā)展，各種大功率開(kāi)關(guān)器件得到了廣泛應(yīng)用，非線性負(fù)載大量增加。它們?cè)斐呻娋W(wǎng)的諧波污染和電能損失;同時(shí)沖擊性負(fù)載及無(wú)功補(bǔ)償不足常引起電網(wǎng)電壓跌落和閃變，并導(dǎo)致線路損耗增加。這些問(wèn)題影響了企業(yè)的正常生產(chǎn)和人民的日常生活，給我國(guó)電力系統(tǒng)帶來(lái)了繁重的無(wú)功控制和諧波治理問(wèn)題。使我國(guó)的可持續(xù)發(fā)展面臨

2、巨大壓力。
　　本文深入研究了新型并聯(lián)混合型有源電力濾波器的相關(guān)理論和方法。研究?jī)?nèi)容涵蓋了新型并聯(lián)混合型有源電力濾波器的工作機(jī)理分析、控制策略、補(bǔ)償性能，及提出了新的控制算法;提出了對(duì)應(yīng)的容錯(cuò)結(jié)構(gòu)，形成了較為完善的容錯(cuò)并聯(lián)混合型有源電力濾波器的基本研究方法和技術(shù)方案，研究重點(diǎn)及取得的成果主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:
　　(1)提出了一種新型并聯(lián)混合型有源電力濾波器的結(jié)構(gòu)，該補(bǔ)償裝置不但可以補(bǔ)償電網(wǎng)諧波，還能根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況補(bǔ)償無(wú)

3、功功率而不發(fā)生大量無(wú)功過(guò)補(bǔ)的情況。分析了該補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償原理;研究了新型并聯(lián)混合型有源電力濾波器的控制策略，確定了將有源部分控制為諧波電流源;設(shè)計(jì)了新型并聯(lián)混合型有源電力濾波器的注入支路，分析了本章所選注入支路的原因;給出了新型并聯(lián)混合型有源電力濾波器在電網(wǎng)參數(shù)發(fā)生變化的情況下，該補(bǔ)償裝置的補(bǔ)償性能。
　　(2)提出了并聯(lián)混合型有源電力濾波器的基于隸屬云理論的復(fù)合-遞推積分PI控制方法。復(fù)合控制包括前饋控制、反饋控制和直流側(cè)電壓控

4、制。5次無(wú)源濾波器濾除最嚴(yán)重的諧波分量，前饋控制負(fù)責(zé)濾除負(fù)載產(chǎn)生的7次諧波分量，反饋控制負(fù)責(zé)濾除剩余的少量諧波分量，公共點(diǎn)諧波電壓控制負(fù)責(zé)穩(wěn)定直流側(cè)電壓。采用隸屬云模型對(duì)遞推積分PI的比例系數(shù)和積分系數(shù)進(jìn)行在線調(diào)整?；陔`屬云理論的遞推積分PI控制算法使系統(tǒng)在電流跟蹤偏差較大時(shí)比例控制占主導(dǎo)，偏差減小速度較快，在偏差減小到一定范圍內(nèi)時(shí)積分控制占主導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)無(wú)差，使得系統(tǒng)的響應(yīng)速度、魯棒性和抗干擾能力得到提高。
　　(3)提出了新

5、型并聯(lián)混合型有源電力濾波器的容錯(cuò)結(jié)構(gòu)。首先分析了容錯(cuò)結(jié)構(gòu)原理，給出了故障情況下的幾種運(yùn)行模式和運(yùn)行原理。研究了基于誤差電壓的故障診斷方法。基于誤差電壓的故障診斷方法直接利用逆變器的電壓模型，通過(guò)逆變器中電壓測(cè)量值與估計(jì)值之間的誤差來(lái)診斷故障。
　　(4)針對(duì)新型并聯(lián)混合型有源電力濾波器的容錯(cuò)結(jié)構(gòu)，提出了基于二維隸屬云模型的增量式PID控制算法，利用二維隸屬云模型對(duì)增量式PID控制的比例系數(shù)、積分系數(shù)和微分系數(shù)進(jìn)行在線調(diào)整。對(duì)二維隸

6、屬云模型的參數(shù)調(diào)整算法中各個(gè)變量的隸屬云生成進(jìn)行了改進(jìn)，并改進(jìn)了規(guī)則推理器。
　　(5)為了進(jìn)一步提高控制器的性能，提出了直接控制的三維隸屬云智能控制。該控制算法參照PID控制算法的思想，但和PID控制算法有本質(zhì)的不同。三維隸屬云智能控制器控制效果良好、魯棒性強(qiáng)，并且不依賴被控對(duì)象的數(shù)學(xué)模型，而是根據(jù)操作經(jīng)驗(yàn)或?qū)＜抑R(shí)直接進(jìn)行三維云模型控制器設(shè)計(jì)。三維隸屬云智能控制策略簡(jiǎn)明，無(wú)需冗繁的推理計(jì)算，通用性強(qiáng)。能夠直接實(shí)現(xiàn)定量輸入、并行