【摘要】：在低壓配電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中,存在兩大主要電能質(zhì)量問(wèn)題:諧波和三相不平衡,時(shí)刻的給電力系統(tǒng)帶來(lái)?yè)p害。電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器(Power Quality Conditioner,PQC)是當(dāng)前比較有效且應(yīng)用廣泛的抑制諧波和三相不平衡的電力電子裝置,具有補(bǔ)償速度快、補(bǔ)償精度高和抗擾特性強(qiáng)的特點(diǎn)。目前對(duì)于三相三線制電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器的研究已經(jīng)很成熟,由于我國(guó)配電網(wǎng)大多采用三相四線制的供電線路,所以,三相四線制電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器對(duì)諧波和三相不平衡進(jìn)行補(bǔ)償?shù)难芯恐鸩绞艿疥P(guān)注。本文以三相四線制電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器為研究對(duì)象,確定以四橋臂逆變器為主電路形式,并建立其低頻狀態(tài)下的狀態(tài)空間方程。三相四線制電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器的關(guān)鍵技術(shù)主要有:補(bǔ)償電流指令信號(hào)的檢測(cè)算法和補(bǔ)償電流跟蹤控制算法。在基于瞬時(shí)無(wú)功功率的ip-iq檢測(cè)算法中常用Butterworth濾波器進(jìn)行濾波,但Butterworth濾波器自身固有的延時(shí)特性使得檢測(cè)算法的實(shí)時(shí)性較差。故提出基于Kalman濾波器的ip-iq算法。并建立了基于ip-iq變換的適用于Kalman濾波器的離散狀態(tài)方程和測(cè)量方程。通過(guò)Matlab仿真分析對(duì)比了基于Kalman濾波器的ip-iq算法和基于Butterworth濾波器的ip-iq算法,驗(yàn)證了前者的實(shí)時(shí)性和抗擾性優(yōu)于后者。分析了PID控制的結(jié)構(gòu)、原理及優(yōu)缺點(diǎn)和自抗擾控制(Active Disturbance Rejection Controller,ADRC)的工作原理,并提出了基于非線性自抗擾控制的補(bǔ)償電流跟蹤控制。根據(jù)自抗擾控制不依賴(lài)于精確模型且能同時(shí)補(bǔ)償系統(tǒng)內(nèi)擾和外擾的特點(diǎn)構(gòu)造了適用于自抗擾控制的數(shù)學(xué)模型,設(shè)計(jì)了一階非線性自抗擾控制器分別對(duì)A、B、C三相進(jìn)行跟蹤控制,利用滯環(huán)比較控制對(duì)N相進(jìn)行跟蹤控制,在此基礎(chǔ)上分析了非線性自抗擾的穩(wěn)定性�；贛atlab仿真平臺(tái),搭建三相四線制電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器仿真模型。通過(guò)仿真對(duì)比分析了非線性ADRC和PID控制的補(bǔ)償效果,驗(yàn)證了非線性ADRC不論是在跟蹤速度、補(bǔ)償效果還是在抗擾特性上都要優(yōu)于PID控制。
【圖文】：

2.2 電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器工作原理在圖 2.2 中，流入系統(tǒng)電流為si ，非線性不平衡負(fù)載電流Li ，，其包含基波電流Lfi 要補(bǔ)償?shù)碾娏鳎ㄖC波電流、負(fù)序電流和零序電流之和）Lni ，補(bǔ)償電流為ci ，有如下式：L Lf Lnc Lns L c Lfi i ii ii i i i (2基本原理：在測(cè)量到含有諧波和三相不平衡的負(fù)載電流Li 后，通過(guò)指令信號(hào)檢測(cè)計(jì)算得出含有所要補(bǔ)償?shù)娜嗖黄胶怆娏骱椭C波電流總和的指令參考信號(hào)ci ，然后令信號(hào)ci 傳遞給跟蹤控制電路，通過(guò)有效的控制算法，控制產(chǎn)生 PWM 驅(qū)動(dòng)信號(hào)，動(dòng)主電路逆變器功率開(kāi)關(guān)器件的通斷，產(chǎn)生和指令信號(hào)大小相等方向相反的補(bǔ)償電

圖 2.3 四橋臂三相四線制電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器拓?fù)浣Y(jié)圖 2.4 所示為四橋臂三相四線制電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器的等效電路圖。四個(gè)橋臂、C 三相諧波電流和 N 橋臂的零線電流進(jìn)行補(bǔ)償。而在控制上可以分開(kāi)單第四個(gè)橋臂提供零線電流通道，可以進(jìn)行獨(dú)立的控制。2.4 四橋臂三相四線制電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器等效電路
【學(xué)位授予單位】：濟(jì)南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：TM711;TP273

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