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、電能是國民經(jīng)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(shù)的飛速發(fā)展，各種大功率開關(guān)器件得到了廣泛應用，非線性負載大量增加。它們造成電網(wǎng)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(wǎng)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(chǎn)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(lián)混合型有源電力濾波器的相關(guān)理論和方法。研究內(nèi)容涵蓋了新型并聯(lián)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(jié)構(gòu)，形成了較為完善的容錯并聯(lián)混合型有源電力濾波器的基本研究方法和技術(shù)方案，研究重點及取得的成果主要體現(xiàn)在以下幾個方面:
　　(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)，該補償裝置不但可以補償電網(wǎng)諧波，還能根據(jù)現(xiàn)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(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;設計了新型并聯(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，該補償裝置的補償性能。
　　(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(cè)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(chǎn)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(cè)電壓。采用隸屬云模型對遞推積分PI的比例系數(shù)和積分系數(shù)進行在線調(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(nèi)時積分控制占主導，實現(xiàn)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(lián)混合型有源電力濾波器的容錯結(jié)構(gòu)。首先分析了容錯結(jié)構(gòu)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。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(lián)混合型有源電力濾波器的容錯結(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增量式PID控制的比例系數(shù)、積分系數(shù)和微分系數(shù)進行在線調(diào)整。對二維隸

6、屬云模型的參數(shù)調(diào)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(zhì)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(shù)學模型，而是根據(jù)操作經(jīng)驗或?qū)＜抑R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(xiàn)定量輸入、并行