【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)量問題:諧波和三相不平衡,時刻的給電力系統(tǒng)帶來損害。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,具有補償速度快、補償精度高和抗擾特性強的特點。目前對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)器對諧波和三相不平衡進行補償?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:補償電流指令信號的檢測算法和補償電流跟蹤控制算法。在基于瞬時無功功率的ip-iq檢測算法中常用Butterworth濾波器進行濾波,但Butterworth濾波器自身固有的延時特性使得檢測算法的實時性較差。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)方程和測量方程。通過Matlab仿真分析對比了基于Kalman濾波器的ip-iq算法和基于Butterworth濾波器的ip-iq算法,驗證了前者的實時性和抗擾性優(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償電流跟蹤控制。根據(jù)自抗擾控制不依賴于精確模型且能同時補償系統(tǒng)內(nèi)擾和外擾的特點構(gòu)造了適用于自抗擾控制的數(shù)學(xué)模型,設(shè)計了一階非線性自抗擾控制器分別對A、B、C三相進行跟蹤控制,利用滯環(huán)比較控制對N相進行跟蹤控制,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,搭建三相四線制電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器仿真模型。通過仿真對比分析了非線性ADRC和PID控制的補償效果,驗證了非線性ADRC不論是在跟蹤速度、補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 ，非線性不平衡負載電流Li ，，其包含基波電流Lfi 要補償?shù)碾娏鳎ㄖC波電流、負序電流和零序電流之和）Lni ，補償電流為ci ，有如下式：L Lf Lnc Lns L c Lfi i ii ii i i i (2基本原理：在測量到含有諧波和三相不平衡的負載電流Li 后，通過指令信號檢測計算得出含有所要補償?shù)娜嗖黄胶怆娏骱椭C波電流總和的指令參考信號ci ，然后令信號ci 傳遞給跟蹤控制電路，通過有效的控制算法，控制產(chǎn)生 PWM 驅(qū)動信號，動主電路逆變器功率開關(guān)器件的通斷，產(chǎn)生和指令信號大小相等方向相反的補償電

圖 2.3 四橋臂三相四線制電能質(zhì)量調(diào)節(jié)器拓撲結(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。四個橋臂、C 三相諧波電流和 N 橋臂的零線電流進行補償。而在控制上可以分開單第四個橋臂提供零線電流通道，可以進行獨立的控制。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】：濟南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM711;TP273

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本文編號：2688663