基于模糊自适应PI控制有源电力滤波器.pdf

《自动化与仪器仪表》2011年第3期(总第155期) 69 收稿日期:2011-02-22 作者简介:郭丽娜(1981-),女,硕士,主要研究方向为电力电子与电气传动。基于模糊自适应PI控制的有源电力滤波器郭丽娜 1,史祥翠 2,邵亚娟 1 ( 1郑州铁路职业技术学院郑州,454000) ( 2河南理工大学焦作,454150) 摘要:分析了有源电力滤波器的结构及其工作原理,提出了模糊自适应PI控制策略并应用到有源电力滤波器直流侧母线电压的控制中。仿真实验表明,该控制算法提高了系统的动态性能和抗干扰性。关键词:有源电力滤波器;模糊自适应PI控制;直流侧电压控制 Abstract: self-adaptivePI￡?andbeingusedinDC-- adaptivePIcontrolerimproveddynamicperformanceandinterferenceimmunityofthesystem. Keywords:ActivePowerFilter;self-adaptivefuzzyPIcontrol;DC-sidevoltagecontrol 中图分类号:TP273 +.2 文献标识码:B 文章编号:1001-9227(2011)03-0069-03 0 引言随着电力电子技术、计算机技术和控制技术的发展以及电力电子器件的广泛应用,电网中的谐波污染也日趋严重,如何减少和消除谐波成为了当前亟待解决的一个问题。目前,消除谐波的方法主要有LC滤波器和有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)。由于LC滤波器存在补偿性能较差,难以对变化的无功功率和谐波进行有效补偿的缺点,使得对响应速度快、能够动态连续实时补偿的 APF的研究和应用越来越广泛。为了保证APF能够正常工作,且能够实时精确的补偿谐波电流,须使逆变器直流侧有足够大的电容电压且能保持稳定。所以,直流电容的选择及其电压的稳定控制对于电压源型逆变器功率电路的设计至关重要,并且直接影响到APF的补偿效果和安全性。通常对APF直流侧电压采用PI控制,但是PI控制往往需要建立精确的数学模型,鲁棒性较差,容易引起电压超调和电流冲击,导致系统过压、过流保护动作,严重时会导致IGBT等期间的过流击穿。模糊控制器是近年发展起来一种的新型控制器,它的优点是不要求掌握受控对象的精确数学模型,而根据人工控制规则组织控制决策表,然后由该表决定控制量的大小。本文将模糊控制与PI控制两者结合起来,提出了模糊自适应PI控制,并将其应用在对APF的控制中,扬长避短,既具有模糊控制灵活而适应性强的特点,又具有PI控制精度高的特点,大大提高了系统的动态性能和抗干扰性。仿真结果证明了所提出的控制策略的有效性。 1 有源电力滤波器的构成及工作原理图1为最基本的有源电力滤波器(APF)系统构成的原理图。图中,e s表示