论文部分内容阅读
近年来随着用电需求不断增加，各种非线性负载大量投入，增加了电网电流波形的畸变程度，严重降低了电网的电能质量，从而给整个电力系统的正常运行产生了严重影响。为了更好地消除谐波，各种滤波装置以及控制策略都在不断地发展和完善。随着电力电子技术的迅速崛起，有源电力滤波器(Active Power Filter，APF)作为一种动态治理谐波的电力电子装置克服了无源滤波装器(Passive Power Filter，PPF)的缺点，已广泛应用于电力系统当中。本文以并联型有源电力滤波器(Shunt Active Power Filter，SAPF)为研究对象，其主要研究内容如下：
1、以SAPF的控制系统为研究内容，对其基本的工作原理进行了阐述，并建立了其数学模型。在此基础上，对SAPF的电压外环和电流内环所采用的控制方法分别进行了阐述，从而设计了一种电压外环为控制器控制，电流内环为滞环控制的双闭环控制方法。该控制方法使SAPF同时兼顾了对谐波电流的跟踪控制和对直流侧电压的稳定控制，同时减少了整个系统控制器的数量，提高了其控制性能。
2、为解决线性自抗扰控制器(Linear Active Disturbance Rejection Controller， LADRC)参数整定困难的问题，以提高LADRC的鲁棒性、跟踪性和抗扰性。本文提出了一种适用于SAPF电压外环的模糊线性自抗扰控制器(Fuzzy Linear Active Disturbance Rejection Controller，Fuzzy-LADRC)。该控制器由模糊比例控制器、线性扩张状态观测器(Linear Expansion State Observer，LESO)以及总扰动补偿环节构成。通过利用李雅普诺夫稳定性的定义对该控制器的稳定性进行了分析。最后利用Matlab/Simulink仿真平台在不同运行条件下对Fuzzy-LADRC控制的SAPF进行验证，并与PI控制下的系统进行对比分析。仿真结果验证了该控制器的正确性和有效性。
3、为提高SAPF对谐波电流的动态跟踪速度和抗扰动能力，本文从误差控制的基本原理出发，提出了一种改进型LADRC。该改进型LADRC通过引入新的误差作为LESO中总扰动的调节依据。且在系统稳定的前提下，将该控制器应用于SAPF的电压外环进行控制。并利用频域分析法对改进型LADRC的控制性能进行了分析。最后利用Matlab/Simulink仿真平台对在改进型LADRC控制下的SAPF控制性能进行验证，并与传统LADRC进行对比分析。结果表明，该改进型LADRC优于传统的LADRC，具有良好的跟踪性能和抗扰动能力。
1、以SAPF的控制系统为研究内容，对其基本的工作原理进行了阐述，并建立了其数学模型。在此基础上，对SAPF的电压外环和电流内环所采用的控制方法分别进行了阐述，从而设计了一种电压外环为控制器控制，电流内环为滞环控制的双闭环控制方法。该控制方法使SAPF同时兼顾了对谐波电流的跟踪控制和对直流侧电压的稳定控制，同时减少了整个系统控制器的数量，提高了其控制性能。
2、为解决线性自抗扰控制器(Linear Active Disturbance Rejection Controller， LADRC)参数整定困难的问题，以提高LADRC的鲁棒性、跟踪性和抗扰性。本文提出了一种适用于SAPF电压外环的模糊线性自抗扰控制器(Fuzzy Linear Active Disturbance Rejection Controller，Fuzzy-LADRC)。该控制器由模糊比例控制器、线性扩张状态观测器(Linear Expansion State Observer，LESO)以及总扰动补偿环节构成。通过利用李雅普诺夫稳定性的定义对该控制器的稳定性进行了分析。最后利用Matlab/Simulink仿真平台在不同运行条件下对Fuzzy-LADRC控制的SAPF进行验证，并与PI控制下的系统进行对比分析。仿真结果验证了该控制器的正确性和有效性。
3、为提高SAPF对谐波电流的动态跟踪速度和抗扰动能力，本文从误差控制的基本原理出发，提出了一种改进型LADRC。该改进型LADRC通过引入新的误差作为LESO中总扰动的调节依据。且在系统稳定的前提下，将该控制器应用于SAPF的电压外环进行控制。并利用频域分析法对改进型LADRC的控制性能进行了分析。最后利用Matlab/Simulink仿真平台对在改进型LADRC控制下的SAPF控制性能进行验证，并与传统LADRC进行对比分析。结果表明，该改进型LADRC优于传统的LADRC，具有良好的跟踪性能和抗扰动能力。