16524

16524

كنترل فيلتر قدرت فعال تركيبي به روش PI و تنظيم پارامترها با الگوريتم هاي فازي و عصبي

كارشناسي ارشد

قدرت

تير 1395

دكتر عليرضا جليليان

برق

چكيده امروزه با توجه به كاربرد وسيع بارهاي غيرخطي و حساس در شبكه¬هاي توزيع از جمله يكسوكننده هاي ديودي و تريستوري، كوره¬هاي قوسي، مبدل¬هاي استاتيكي و غيره، مساله كيفيت توان بيشتر از هر زمان ديگر مورد توجه قرار گرفته¬است. براي مقابله با مشكلات كيفيت توان استفاده از فيلتر قدرت امري اجتناب¬ناپذير است. در اين پايان¬نامه يك فيلتر قدرت فعال تركيبي با مدار تزريقي ارائه مي¬شود. براي قسمت كنترلي فيلتر از روش كنترل PI معمول استفاده شده¬است، براي تنظيم پارامترهاي كنترل¬كننده PI از روش كنترل شبكه عصبي و منطق فازي استفاده شده¬است. در ادامه يك روش كنترل جديد كه يك تركيب از كنترل¬كننده PI معمول و كنترل¬كننده تكراري فاصله¬ايي مي¬باشد، مورد بررسي قرار گرفته¬است. براي بررسي عملكرد فيلتر قدرت فعال تركيبي با مدار تزريقي و سيستم¬هاي كنترلي آن ساختار فيلتر مورد استفاده تحت دو نوع بار با شرايط هارمونيكي مختلف، حالت عدم تعادل ولتاژ و شرايطي كه پارامترهاي سيستم تغيير مي¬كند با استفاده از MATLAB-SIMULINK مورد شبيه-سازي قرار گرفته¬است. براي بررسي عملكرد ديناميكي روش¬هاي كنترلي فيلتر تركيبي در حالتي كه بار به صورت ناگهاني از لحاظ اعوجاج هارمونيكي تغيير مي¬كند مورد شبيه¬سازي قرار گرفته¬است. نتايج حاصل از شبيه¬سازي¬ها عملكرد مناسب فيلتر فعال تركيبي با مدار تزريقي با استفاده از روش كنترل تكراري فاصله¬ايي حتي در حالتي كه پارامترهاي سيستم دچار تغيير مي¬شوند را نمايش مي-دهد. روش¬هاي كنترلي منطق فازي و شبكه عصبي كه براي تنظيم پارمترهاي كنترل¬كننده PI استفاده شده¬اند نتايج مناسبي دارند، ولي در حالتي كه پارامترهاي سيستم دچار تغيير مي¬شوند قابليت بهبود كيفيت توان آن¬ها به شدت كاهش مي¬يابد. واژگان كليدي: فيلتر فعال تركيبي، كنترل¬كننده PI، مدار تشديد فركانس پايه، فيلترهاي غيرفعال.

1395/11/17

1/1/1900 12:00:00 AM

Abstract: With the increasing use of adjustable speed drives, arc furnace, controlled an​d uncontrolled rectifiers, an​d other nonlinear loads, the power distribution system is polluted with harmonics. Harmonic suppression is an important an​d challenging issue in electrical power systems an​d can be resolved by using hybrid active power filters with injection circuit (IHAPFs). In existing IHAPF systems, however, it is usually assumed that all parameters are determined accurately an​d unchanged over time, which is not true in real situations. It is well known that variations of system parameters may seriously degrade the performance of IHAPF systems. The structure of this thesis is organised as follows; In the second chapter different topologies of hybrid active power filter an​d types of controllers had been introduced an​d compared together. In the third chapter an adaptive fuzzy dividing frequency-control method composed of a generalized PI control unit an​d fuzzy adjustor unit was proposed. In This control scheme, the generalized PI control unit is used to achieve dividing frequency control; the fuzzy adjustor unit is used to adjusted parameters of the PI control unit to produce better adaptive ability an​d dynamic response. Simulation results have shown that the new dividing frequency-control method is not only easy to be calculated an​d implemented, but also very effective in reducing harmonics when parameters are unchanged over time. In the four chapter, a novel online control method with time-delay compensation is presented for IHAPF; it consists of two closed-control loops. The lower closed-control loop consists of a conventional proportional-integral (PI) controller an​d IHAPF designed with time-delay compensation, whereas the upper closed-control loop is composed of predictive neural network model, GPC criterion, PI controller an​d HAPF with Injection Circuit model. Simulation results have shown that the new control method is very effective in reducing harmonics when parameters are unchanged over time. Simulations Results have shown that the adjusting time of applying the neural method is shorter than the time of using fuzzy control method, but the fuzzy controller has a better steady state performance compared with neural controller. To obtain both efficiency an​d robustness, this thesis proposes a novel method for the generalised controller design of a three-phase IHAPF system which can deal with deviations of system parameters. More specifically, the proposed control strategy, a combination of the conventional PI controller an​d the spatial repetitive controller (SRC), along with a generalised algorithm for determining optimal values of control coefficients are presented. Simulation results are provided to validate the correctness an​d effectiveness of the proposed method. Keywords: hybrid active power filter, PI controller, fundamental resonance circuit, passive power filters.