本文關(guān)鍵詞：有源電力濾波器模型預(yù)測(cè)控制策略研究

  更多相關(guān)文章： 有源電力濾波器 無(wú)差拍控制 預(yù)測(cè)控制 重復(fù)控制

【摘要】：有源電力濾波器(Active Power Filter,APF)是解決供電系統(tǒng)諧波污染問(wèn)題的有效措施,其中電流跟蹤控制是影響有源濾波系統(tǒng)補(bǔ)償性能的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一。本文針對(duì)低壓供電系統(tǒng),分別以兩電平和三電平APF為研究對(duì)象,對(duì)其電流控制策略展開(kāi)研究。傳統(tǒng)的APF電流環(huán)控制通常以補(bǔ)償效果作為單一目標(biāo),且多電平變流器空間矢量脈寬調(diào)制(Space Vector Pulse Width Modulation,SVPWM)過(guò)程較復(fù)雜,本文采用無(wú)差拍模型預(yù)測(cè)控制(Model Predictive Control,MPC)策略對(duì)APF進(jìn)行多目標(biāo)控制。首先給出了兩電平APF無(wú)差拍模型預(yù)測(cè)控制器的設(shè)計(jì)方法,討論了電流跟蹤誤差范圍;采用價(jià)值函數(shù)分級(jí)優(yōu)化對(duì)控制器進(jìn)行改進(jìn),在實(shí)現(xiàn)多目標(biāo)控制的同時(shí),控制電流跟蹤誤差在一定范圍內(nèi)。參考三電平APF電流跟蹤誤差范圍的分析,給出適用于NPC(Neutral-Point Clamped)結(jié)構(gòu)三電平APF的無(wú)差拍模型預(yù)測(cè)控制策略:設(shè)計(jì)價(jià)值函數(shù)對(duì)參考電流跟蹤偏差、中點(diǎn)電位偏移及平均開(kāi)關(guān)頻率三個(gè)性能指標(biāo)進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),以實(shí)現(xiàn)APF系統(tǒng)的多目標(biāo)控制;采用基于扇區(qū)判斷的價(jià)值函數(shù)分級(jí)優(yōu)化方法對(duì)傳統(tǒng)的MPC控制策略進(jìn)行改進(jìn),減小了計(jì)算量,簡(jiǎn)化了價(jià)值函數(shù)的設(shè)計(jì)方法及矢量尋優(yōu)過(guò)程。針對(duì)無(wú)差拍模型預(yù)測(cè)控制對(duì)參數(shù)依賴性較強(qiáng)的問(wèn)題,提出了重復(fù)無(wú)差拍控制與模型預(yù)測(cè)控制相結(jié)合的復(fù)合預(yù)測(cè)控制策略。對(duì)重復(fù)無(wú)差拍控制器進(jìn)行了參數(shù)設(shè)計(jì),分析了重復(fù)無(wú)差拍控制系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)誤差和對(duì)參數(shù)變化的適應(yīng)性。分析表明重復(fù)無(wú)差拍控制具有良好的穩(wěn)態(tài)性能和參數(shù)變化適應(yīng)性,模型預(yù)測(cè)控制動(dòng)態(tài)響應(yīng)快、控制靈活,基于二者分別的優(yōu)勢(shì),給出了復(fù)合預(yù)測(cè)控制的方法。對(duì)所采用的控制策略進(jìn)行了仿真分析,仿真結(jié)果表明采用無(wú)差拍模型預(yù)測(cè)控制策略的兩電平APF能有效補(bǔ)償諧波電流,同時(shí)可兼顧降低平均開(kāi)關(guān)頻率,對(duì)負(fù)載波動(dòng)有良好的適應(yīng)性,在此基礎(chǔ)上采用價(jià)值函數(shù)分級(jí)優(yōu)化控制,可有效約束電流跟蹤誤差,控制更靈活。與兩電平APF相比,將無(wú)差拍模型預(yù)測(cè)控制應(yīng)用于三電平APF中更具有優(yōu)勢(shì),應(yīng)用無(wú)差拍模型預(yù)測(cè)控制的三電平APF可在較低的采樣頻率下實(shí)現(xiàn)電流的精確跟蹤和中點(diǎn)電位平衡,平均開(kāi)關(guān)頻率更低,系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度較快;基于扇區(qū)判斷的價(jià)值函數(shù)分級(jí)優(yōu)化策略能實(shí)現(xiàn)與傳統(tǒng)模型預(yù)測(cè)控制相近的控制效果,與后者相比算法更加簡(jiǎn)單,更易于參數(shù)調(diào)節(jié),該算法對(duì)負(fù)載波動(dòng)適應(yīng)性較好,但電流跟蹤精度對(duì)主電路參數(shù)依賴性較大。復(fù)合預(yù)測(cè)控制系統(tǒng)具備良好的動(dòng)、穩(wěn)態(tài)性能,對(duì)負(fù)載波動(dòng)有良好的適應(yīng)性,且在一定程度上改善了無(wú)差拍模型預(yù)測(cè)控制對(duì)參數(shù)依賴性大的缺點(diǎn)�；趦呻娖紸PF實(shí)驗(yàn)平臺(tái)對(duì)所采用的無(wú)差拍模型預(yù)測(cè)控制策略進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,結(jié)果表明該方法能有效抑制諧波,動(dòng)態(tài)響應(yīng)快,與傳統(tǒng)無(wú)差拍控制相比,同等控制精度下具有平均開(kāi)關(guān)頻率較低的優(yōu)勢(shì)。
【關(guān)鍵詞】：有源電力濾波器 無(wú)差拍控制 預(yù)測(cè)控制 重復(fù)控制
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN713.8;TM761
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-18
• 1 緒論18-26
• 1.1 課題研究背景及意義18-20
• 1.2 有源電力濾波器研究現(xiàn)狀20-22
• 1.3 有源電力濾波器補(bǔ)償電流控制策略22-25
• 1.4 本文主要研究?jī)?nèi)容25-26
• 2 兩電平有源電力濾波器無(wú)差拍模型預(yù)測(cè)控制研究26-42
• 2.1 兩電平三相三線制APF數(shù)學(xué)模型26-27
• 2.2 無(wú)差拍控制策略27-30
• 2.3 基于無(wú)差拍模型的預(yù)測(cè)控制算法30-41
• 2.4 本章小結(jié)41-42
• 3 無(wú)差拍模型預(yù)測(cè)控制在三電平APF中的應(yīng)用研究42-51
• 3.1 三電平APF數(shù)學(xué)模型及中點(diǎn)電位控制問(wèn)題42-45
• 3.2 MPC控制策略在三電平APF中的應(yīng)用45-47
• 3.3 基于扇區(qū)判斷的價(jià)值函數(shù)分級(jí)優(yōu)化設(shè)計(jì)47-50
• 3.4 本章小結(jié)50-51
• 4 三電平APF復(fù)合預(yù)測(cè)控制策略研究51-61
• 4.1 復(fù)合預(yù)測(cè)控制器結(jié)構(gòu)與功能51
• 4.2 重復(fù)無(wú)差拍控制器設(shè)計(jì)方法51-60
• 4.3 本章小結(jié)60-61
• 5 模型預(yù)測(cè)控制策略仿真與實(shí)驗(yàn)分析61-83
• 5.1 諧波源特性及主電路參數(shù)設(shè)計(jì)61-62
• 5.2 兩電平APF無(wú)差拍模型預(yù)測(cè)控制仿真與實(shí)驗(yàn)62-71
• 5.3 三電平APF無(wú)差拍模型預(yù)測(cè)控制仿真71-78
• 5.4 三電平APF復(fù)合預(yù)測(cè)控制策略仿真78-82
• 5.5 本章小結(jié)82-83
• 6 結(jié)論與展望83-85
• 參考文獻(xiàn)85-90
• 附錄90-91
• 作者簡(jiǎn)歷91-93
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集93

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前9條

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前2條

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2 張金國(guó);基于三電平SVPWM有源電力濾波器的研究[D];華南理工大學(xué);2012年

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本文編號(hào)：908961