新型并聯混合型有源電力濾波器關鍵技術的研究.pdf

1、電能是國民經濟和人民生活的命脈，而我國企業(yè)電能損失逐年增加。我國高耗能企業(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。隨著電力電子技術的飛速發(fā)展，各種大功率開關器件得到了廣泛應用，非線性負載大量增加。它們造成電網的諧波污染和電能損失;同時沖擊性負載及無功補償不足常引起電網電壓跌落和閃變，并導致線路損耗增加。這些問題影響了企業(yè)的正常生產和人民的日常生活，給我國電力系統(tǒng)帶來了繁重的無功控制和諧波治理問題。使我國的可持續(xù)發(fā)展面臨

2、巨大壓力。
　　本文深入研究了新型并聯混合型有源電力濾波器的相關理論和方法。研究內容涵蓋了新型并聯混合型有源電力濾波器的工作機理分析、控制策略、補償性能，及提出了新的控制算法;提出了對應的容錯結構，形成了較為完善的容錯并聯混合型有源電力濾波器的基本研究方法和技術方案，研究重點及取得的成果主要體現在以下幾個方面:
　　(1)提出了一種新型并聯混合型有源電力濾波器的結構，該補償裝置不但可以補償電網諧波，還能根據現場具體情況補償無

3、功功率而不發(fā)生大量無功過補的情況。分析了該補償裝置的補償原理;研究了新型并聯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;設計了新型并聯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;給出了新型并聯混合型有源電力濾波器在電網參數發(fā)生變化的情況下，該補償裝置的補償性能。
　　(2)提出了并聯混合型有源電力濾波器的基于隸屬云理論的復合-遞推積分PI控制方法。復合控制包括前饋控制、反饋控制和直流側電壓控

4、制。5次無源濾波器濾除最嚴重的諧波分量，前饋控制負責濾除負載產生的7次諧波分量，反饋控制負責濾除剩余的少量諧波分量，公共點諧波電壓控制負責穩(wěn)定直流側電壓。采用隸屬云模型對遞推積分PI的比例系數和積分系數進行在線調整?；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比例控制占主導，偏差減小速度較快，在偏差減小到一定范圍內時積分控制占主導，實現穩(wěn)態(tài)無差，使得系統(tǒng)的響應速度、魯棒性和抗干擾能力得到提高。
　　(3)提出了新

5、型并聯混合型有源電力濾波器的容錯結構。首先分析了容錯結構原理，給出了故障情況下的幾種運行模式和運行原理。研究了基于誤差電壓的故障診斷方法?；谡`差電壓的故障診斷方法直接利用逆變器的電壓模型，通過逆變器中電壓測量值與估計值之間的誤差來診斷故障。
　　(4)針對新型并聯混合型有源電力濾波器的容錯結構，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增量式PID控制的比例系數、積分系數和微分系數進行在線調整。對二維隸

6、屬云模型的參數調整算法中各個變量的隸屬云生成進行了改進，并改進了規(guī)則推理器。
　　(5)為了進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控制算法有本質的不同。三維隸屬云智能控制器控制效果良好、魯棒性強，并且不依賴被控對象的數學模型，而是根據操作經驗或專家知識直接進行三維云模型控制器設計。三維隸屬云智能控制策略簡明，無需冗繁的推理計算，通用性強。能夠直接實現定量輸入、并行