intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

PHÂN TÍCH ĐIỀU KHIỂN VÀ THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PI-MỜ CHO MẠCH LỌC TÍCH CỰC DẠNG HỖN HỢP CÔNG SUẤT LỚN NHẰM CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG

Chia sẻ: Ad Dada | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST
Báo xấu
264
lượt xem 56
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Bài báo phân tích mô hình toán của mạch lọc tích cực dạng hỗn hợp công suất lớn (High-capacity hybrid active power filter-HHAPF). Dựa trên các phân tích này, các phương pháp điều khiển cho HHAPF được đưa ra. Một bộ điều khiển PI-mờ được thiết kế để điều khiển bộ nghịch lưu nguồn áp (VSI) nhằm phát ra dòng hài bù như mong muốn. Các kết quả mô phỏng và thực nghiệm đã chứng tỏ được rằng phương pháp điều khiển PI-mờ cho các kết quả tốt hơn phương pháp điều khiển PI...

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: PHÂN TÍCH ĐIỀU KHIỂN VÀ THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PI-MỜ CHO MẠCH LỌC TÍCH CỰC DẠNG HỖN HỢP CÔNG SUẤT LỚN NHẰM CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG

  1. PHÂN TÍCH ĐIỀU KHIỂN VÀ THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PI-MỜ CHO MẠCH LỌC TÍCH CỰC DẠNG HỖN HỢP CÔNG SUẤT LỚN NHẰM CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG Châu Minh Thuyên* – Châu Văn Bảo** TÓM TẮT Bài báo phân tích mô hình toán của mạch lọc tích cực dạng hỗn hợp công suất lớn (High-capacity hybrid active power filter-HHAPF). Dựa trên các phân tích này, các phương pháp điều khiển cho HHAPF được đưa ra. Một bộ điều khiển PI-mờ được thiết kế để điều khiển bộ nghịch lưu nguồn áp (VSI) nhằm phát ra dòng hài bù như mong muốn. Các kết quả mô phỏng và thực nghiệm đã chứng tỏ được rằng phương pháp điều khiển PI-mờ cho các kết quả tốt hơn phương pháp điều khiển PI truyền thống trong việc giảm hài và khả năng đáp ứng động. CONTROL ANALYSIS AND DESIGN OF PI-FUZZY CONTROLLER FOR HIGH-CAPACITY HYBRID ACTIVE POWER FILTER TO IMPROVE POWER QUALITY SUMMARY This paper aims to analyze mathematical model of High-capacity Hybrid Active Power Filter (HHAPF). Based on this analysis, control methods for HHAPF are proposed. A PI-fuzzy logic controller is designed to control voltage source inverter (VSI). The VSI in turn will generate desired compensation harmonic currents. Experimental and Simulation results shown that the PI-fuzzy logic control method gives results which are better than conventional PI control method in reducing harmonics and dynamic response capability. mạch lọc tích cực. Việc sử dụng mạch lọc thụ 1. ĐẶT VẤN ĐỀ động có ưu điểm là đơn giản, dễ thực hiện, giá Hiện nay, việc sử dụng ngày càng nhiều các thành thấp [1]-[3]. Tuy nhiên, nó cũng có nhiều thiết bị điện tử công suất như: các bộ chỉnh lưu khuyết điểm như là dễ xảy ra cộng hưởng, mất diode hoặc thyristor, các bộ truyền động điều ổn định. Từ đó khái niệm “active power filter khiển tốc độ,… là nguyên nhân làm giảm chất (APF) – mạch lọc tích cực” ra đời nhằm khắc lượng điện năng trong lưới. Để giải quyết vấn phục các nhược điểm của mạch lọc thụ động đề này, có nhiều phương pháp như: sử dụng các [4]-[5]. Tuy nhiên, APF cũng có khuyết điểm là mạch lọc thụ động LC truyền thống (passive giá thành cao và chỉ sử dụng cho hệ thống công power filter-PPF), dùng mạch lọc tích cực và suất thấp, khó ứng dụng cho các hệ thống điện áp dùng dạng hỗn hợp giữa mạch lọc thụ động và * Khoa Điện – Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM - NCS tại Hunam University - China ** Khoa Điện – Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM 38
  2. Tạp chí Đại học Công nghiệp cao. Một giải pháp khác đã được đưa ra để giải thống thì rất đơn giản, dễ thực hiện thực nghiệm quyết vấn đề hài là Hybrid Active Power Filter [11]. Tuy nhiên, khuyết điểm của điều khiển PI (HAPF) [6]-[9]. HAPF là một tổ hợp của các là các thông số Kp, Ki là cố định, nếu chọn một mạch lọc thụ động và mạch lọc tích cực, chính giá trị Kp quá lớn thì đáp ứng sẽ nhanh nhưng vì sự tổ hợp này mà nó kế thừa được ưu điểm rất dễ mất ổn định và nguợc lại. Hơn nữa, trong của cả mạch lọc thụ động và mạch lọc tích cực. lĩnh vực khử hài thì quá trình điều khiển là phi Dựa vào việc sử dụng APF như thế nào mà tuyến. Do đó, nếu chỉ sử dụng điều khiển PI HAPF cũng có rất nhiều dạng. Thông thường, truyền thống thì rất khó để đạt được kết quả tốt. có hai dạng là HAPF song song và HAPF nối Để giải quyết khuyết điểm này người ta thường tiếp. Bài báo này sử dụng một dạng HAPF song dùng điều khiển mờ, neural, hoặc dạng kết hợp song cải tiến gọi là High-capacity Hybrid Active PI với mờ, neural, … [12]-[16]. Power Filter (HHAPF). Mục đích của dạng này Một bộ điều khiển PI-mờ được đưa ra trong nhằm giảm được công suất của APF và do đó có bài báo này, nhiệm vụ của bộ điều khiển này là thể ứng dụng được với mạng lưới có điện áp cao, nhằm điều khiển bộ nghịch lưu nguồn áp phát ra công suất lớn. dòng bù mong muốn. Kết quả mô phỏng chứng Về các phương pháp điều khiển cho HAPF minh được rằng phương pháp điều khiển PI-mờ thường sử dụng các phương pháp như điều cho kết quả tốt hơn phương pháp điều khiển PI khiển hysteresis, so sánh, tiên đoán, trượt, PI, truyền thống. tích phân tổng quát, điều chế vectơ không 2. CẤU TRÚC VÀ NGUYÊN LÝ LÀM gian,… và phương pháp thường được sử dụng VIỆC CỦA HHAPF nhất là phương pháp điều khiển hysteresis và Cấu trúc của HHAPF được biểu diễn ở hình phương pháp điều khiển PI. Phương pháp điều 1 gồm các phần chính sau: nguồn, tải phi tuyến, khiển Hysteresis [10] có ưu điểm là đơn giản, các mạch lọc thụ động (PPF), APF (APF bao đáp ứng nhanh nhưng khuyết điểm là phụ thuộc gồm: bộ nghịch lưu nguồn áp VSI, biến áp, vào tần số chuyển mạch, việc khắc phục nhược mạch lọc đầu ra của VSI và bộ chỉnh lưu không điểm này cũng được nhưng mạch điều khiển hơi điều khiển). phức tạp. Với phương pháp điều khiển PI truyền ZS US Tải phi tuyến CF CP C1 PPF L1 LP Bộ chỉnh VSI lưu L0 380V AC C C0 Hình 1. Cấu trúc của HHAPF. 39
  3. Phân tích điều khiển và thiết kế… Trong đó: Us và Zs là điện áp nguồn và trở kháng của lưới. Cp và Lp là các điện dung và điện cảm tạo nên các mạch lọc thụ động. C1 và L1 là điện dung và điện cảm cộng hưởng tại tần số cơ bản. Hình 2. Mạch điện tương đương một pha của HHAPF CF là điện dung được thêm vào nhằm lọc hài và bù công suất phản Trở kháng của các mạch lọc thụ động kháng. Z 3 = Z PPF Máy biến áp có tỉ số n:1 nhằm bảo = ( Z C P 1 + Z LP 1 ) / /( Z C P 2 + Z LP 2 ) (1) vệ, cách ly giữa nguồn và VSI. ( Z C P 1 + Z LP 1 )( Z C P 2 + Z LP 2 ) = L0, C0 là mạch lọc đầu ra của VSI. ( Z C P 1 + Z LP 1 ) + ( Z C P 2 + Z LP 2 ) Tải phi tuyến được xem như là nguồn phát Xét riêng tác động của bộ nghịch lưu nguồn ra hài, trong khi đó bộ nghịch lưu nguồn áp VSI áp, đặt Us=0, iL=0. có thể xem như một nguồn áp có khả năng điều khiển được. Các hài tần số cao do tải phi tuyến tạo ra phần lớn sẽ được loại bỏ bởi các mạch lọc thụ động, còn lại các hài bậc thấp và một số hài bậc cao sẽ được loại bỏ bởi APF. APF phát ra các hài để bù vào lưới nhằm triệt tiêu các hài do tải phi tuyến tạo ra. Chính vì vậy mà hài trên lưới được loại trừ. Nhánh CF-C1-L1 được thêm Hình 3. Mạch điện tương đương một pha khi vào nhằm mục đích khử hài, bù công suất phản chỉ xét tác động của VSI kháng và giảm được công suất của APF. Do đó Trong đó: mà mạch này ứng dụng được ở các lưới điện áp ⎧ Z s = R s + Ls s cao, công suất lớn. Quá trình điều khiển đóng ⎪ n2 ⎛ 1⎞ mở các IGBT của VSI được thực hiện bám theo ⎪ ⎜ R1 + L1 s + ⎟ ⎜ C1 s ⎟ ⎪ C0 s ⎝ sự thay đổi của dòng hài tải. Do vậy, việc tính ⎠ ⎪Z 1 = 2 (2) ⎪ n 1 toán đúng các thông số và chọn phương pháp + R1 + L1 s + ⎨ C0 s C1 s ⎪ điều khiển rất quan trọng. ⎪ 1 ⎪Z 2 = 3. MÔ HÌNH TOÁN VÀ CÁC PHƯƠNG CF s ⎪ ⎪Z = R + L s PHÁP ĐIỀU KHIỂN ⎩ L0 0 0 Tính được Mạch điện tương đương một pha của HHAPF được biểu diễn ở hình 2. nU inv .Z1.Z 3 iFh = n 2 Z L 0 [Z 3 (Z1 + Z 2 ) + Z s (Z1 + Z 2 + Z 3 )] + Z1 ( Z 2 Z s + Z 2 Z 3 + Z 3 Z s ) (3) 40
  4. Tạp chí Đại học Công nghiệp Hàm truyền của iFh đối với Uinv. iFh n.Z1.Z 3 Gout ( s ) = =2 (4) U inv n Z L 0 ⎡ Z 3 ( Z1 + Z 2 ) + Z s ( Z1 + Z 2 + Z 3 ) ⎤ + Z1 ( Z 2 Z s + Z 2 Z 3 + Z 3 Z s ) ⎣ ⎦ Đặc tính tần số - biên độ của Gout(s) được biểu diễn như hình 4. Hình 4. Đặc tính biên độ - tần số của Gout(s) Từ đặc tính tần số - biên độ, ta có thể nhận thấy: nghịch lưu nguồn áp. Có hai phương pháp điều có một điểm cộng hưởng tại tần số 504rad/s khiển cho Uinv là điều khiển dựa theo dòng hài tương ứng góc pha thay đổi từ 90o đến -90o. của tải và điều khiển dựa theo dòng hài của Điều đó chứng tỏ rằng phần mạch từ đầu ra của nguồn. VSI đến lưới có khả năng gây ra cộng hưởng. + Điều khiển dựa theo dòng hài của tải Để giải quyết điều này, tại một thời điểm phải xem xét điều khiển cả góc pha - biên độ và do đó các phương pháp điều khiển VSI sẽ được xem xét đến. Hình 5. Sơ đồ khối điều khiển dựa theo dòng Xét thành phần Uinv: hài tải iFh được điều khiển bởi VSI, VSI như một Gc ( s ).Ginv ( s ).iL h (5) U inv = − = K1 ( s ).iLh nguồn áp điều khiển được. Gọi Gc(s) và Ginv(s) 1 + Gc ( s ).Ginv ( s ).Gout ( s ) là hàm truyền của bộ điều khiển và của bộ 41
  5. Phân tích điều khiển và thiết kế… + Với iapf = KiLh từ (7) ta tính được: Gc ( s ).Ginv ( s ) Với K1 ( s ) = − 1 + Gc ( s ).Ginv ( s ).Gout ( s ) ( Z 2 + Z C1L1 − KZ C1L1 ) Z 3iLh + Điều khiển dựa theo dòng hài của nguồn ish = (8) ( Z 2 + Z C1L1 )( Z 3 + Z sh ) + Z 3 Z sh Từ công thức (8) ta nhận thấy rằng: có thể loại trừ được tác động của dòng hài tải nếu K đủ lớn Hình 6. Sơ đồ khối điều khiển dựa theo dòng thì ish sẽ được loại trừ. hài nguồn + Với iapf = Kish từ (7) ta tính được:: U inv = Gc ( s).Ginv ( s)(−ish ) = K 2 ( s ).ish (6) Với K 2 ( s ) = −Gc ( s ).Ginv ( s ) ( Z 2 + Z C1L1 ) Z 3iLh + ( Z 2 + Z C1L1 + Z 3 )U sh ish = Z sh ( Z 2 + Z C1L1 + Z 3 ) + Z 3 ( Z 2 + Z sh + KZ C1L1 ) Như vậy, ta có thể xem VSI như một nguồn áp (9) ⎧ K1 ( s )iLh có khả năng điều khiển U inv = ⎨ ⎩ K 2 ( s )ish Từ (9) ta nhận thấy rằng: có thể loại trừ được tác động của dòng hài tải và điện áp hài nguồn Mạch điện tương đương một pha với ảnh nếu K đủ lớn. K là hệ số điều khiển, nó phụ hưởng của nguồn hài được biểu diễn ở hình 7. thuộc vào phương pháp điều khiển được chọn. Trong đó: Z C1L1 là trở kháng nhánh cộng Về nguyên lí điều khiển thì hai phương pháp hưởng tần số cơ bản. điều khiển trên là tương tự nhau. Bài báo này iapf : dòng điện đầu ra của APF chọn phương pháp điều khiển dựa theo dòng hài của tải. i Fh i sh Zsh 4. THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PI-MỜ iCFh i Ph CHO HHAPF Z2 Z3 i Lh Phần điều khiển thường dùng bộ điều khiển U sh PI truyền thống. Tuy nhiên nó thường không tốt iapf ZC1 L1 trong các điều khiển phi tuyến. Bài báo này thiết i1 kế một bộ điều khiển PI-mờ nhằm thay thế bộ Hình 7. Mạch điện tương đương một pha với điều khiển PI truyền thống. ảnh hưởng của nguồn hài Sơ đồ khối điều khiển của HHPAF dùng bộ Từ hình 7 ta có: điều khiển PI-mờ được biểu diễn ở hình 8. ⎧ish = iLh + iFh ⎪i = i + i ⎪ 1 apf CFh ⎪ ⎨iFh = iPh + iCFh (7) ⎪i Z + i Z = U ⎪ sh sh Ph 3 sh ⎪iCFh Z 2 + i1Z C1L1 = iPh Z 3 ⎩ 42
  6. Tạp chí Đại học Công nghiệp Hình 8. Sơ đồ khối điều khiển của HHAPF dùng PI-mờ. Các thông số KP, KI ban đầu của bộ điều hợp lí theo sự thay đổi của tải. khiển PI được tính toán offline dựa vào phương ⎧ K P − new = K P −old + ΔK P pháp Ziegler-Nichols và không thay đổi trong (10) ⎨ ⎩ K I − new = K I −old + ΔK I quá trình điều khiển. Bộ điều khiển mờ sẽ hiệu chỉnh các giá trị ΔKP và ΔKI, do đó các thông số Cấu trúc của một bộ điều khiển mờ có thể KP, KI của bộ điều khiển PI sẽ được điều chỉnh được biểu diễn như hình 9. Hình 9. Cấu trúc của một bộ điều khiển mờ. Ở đây, các đầu vào của bộ điều khiển mờ là các biến mờ thì cần phải qua khâu mờ hóa, e(k) và Δe(k): chúng được biểu diễn dưới dạng các hàm thuộc như sau: dương lớn (DL), dương trung bình e(k)=-iLh -iFh (DTB), dương nhỏ (DN), không (ZO), âm nhỏ Δe(k)=e(k)-e(k-1) (AN), âm trung bình (ATB) và âm lớn (AL). Các hàm thuộc này được lưu trong cơ sở dữ liệu Giá trị của e(k) và Δe(k) thay đổi theo hệ thống thực. Do đó, để đưa các đầu vào này vào ΔK P ΔK I Hình 10. Các hàm thuộc của các biến mờ vào - ra 43
  7. Phân tích điều khiển và thiết kế… Các luật mờ là cốt lỗi của bộ điều khiển mờ xác lập. Các luật mờ có thể thu được như ở bảng và thường được xác định theo kinh nghiệm. I và bảng II. Mục đích là đạt được giá trị cực tiểu ở chế độ Bảng I. Các luật điều chỉnh mờ của ΔKP ΔKP Δe(k) AL ATB AN ZO DN DTB DL DL DL DTB DTB DN DN ZO AL DL DL DTB DN DN ZO ZO ATB DTB DTB DN DN ZO AN ATB AN e(k) DTB DN ZO ZO AN AN ATB ZO DN DN ZO AN AN ATB ATB DN ZO ZO AN ATB ATB ATB AL DTB ZO AN ATB ATB ATB AL AL DL Bảng II. Các luật điều chỉnh mờ của ΔKI ΔKI Δe(k) AL ATB AN ZO DN DTB DL ZO ZO ATB ATB ATB ZO ZO AL ZO ZO ATB ATB AN ZO ZO ATB ZO ZO AN AN ZO ZO ZO AN e(k) ZO ZO AN ZO DN ZO ZO ZO ZO ZO ZO DN DN ZO ZO DN ZO ZO DN DN DTB ZO ZO DTB ZO ZO AN DTB DTB ZO ZO DL 44
  8. Tạp chí Đại học Công nghiệp Ví dụ: Bộ nghịch lưu nguồn áp: Lo = 0.2mH，Ro = 0.005Ω, Co = 60uF, VC = 600V Nếu e(k) là AL và Δe(k) là AL thì ΔKP phải là DL và ΔKI phải là ZO; hoặc Vnguon, iL, is, iLh, iFh, error lần lượt là điện áp nguồn, dòng tải, dòng nguồn, dòng hài tải, dòng Nếu e(k) là DL và Δe(k) là AL thì ΔKP phải bù vào hệ thống và sai số bù tương ứng. là ZO và ΔKI phải là ZO; hoặc Hình 11 thể hiện đáp ứng động của hệ Nếu e(k) là ZO và Δe(k) là ZO thì ΔKP phải thống khi sử dụng bộ điều khiển PI truyền thống. là ZO và ΔKI phải là ZO; hoặc Trước thời điểm 0.3s hệ thống chưa có PPF và Nếu… APF thì iL và is là như nhau và có độ méo dạng hài tổng THD=10.97%, hệ số công suất là 0.61. Các luật mờ này cho phép suy diễn giá trị Khoảng thời gian từ 0.3s đến 0.6s các mạch lọc đầu ra. Chọn luật hợp thành theo nguyên tắc PPF được đóng vào hệ thống: THD của is tăng min-max. Giải mờ theo phương pháp trọng tâm. lên đến 14.2%, tuy nhiên hệ số công suất của Hàm thuộc cuối cùng thu được bằng cách tổ hợp nguồn tăng được tăng lên đến 0.96 từ 0.61. tất cả các hàm thuộc. Giá trị này là trọng tâm Khoảng thời gian từ 0.6s đến 1.2s các mạch lọc của các hàm thuộc và được tính bởi công thức PPF và APF được đóng vào hệ thống: THD của sau: iL là 10.97%, THD của is giảm xuống còn 3.2% ⎧ n ∑ μ i (e(k ), Δe(k ) ).ΔK Pi từ 14.2%, sai số bù được giảm đến ±20A trong ⎪ ⎪ i =1 0.07s, hệ số công suất của nguồn là 0.96. ⎪ K P −new = K P −old + n ∑ μ i (e(k ), Δe(k ) ) ⎪ Khoảng thời gian từ 1.2s đến 2s, tải thay đổi ⎪ ⎪ i =1 (11) (THD của tải tăng lên đến 15.74% từ 10.97%), ⎨ n ⎪ ∑ μ i (e(k ), Δe(k ) ).ΔK Ii các mạch lọc PPF và APF vẫn ở trạng thái như ⎪ ⎪K i =1 = K I −old + trước đó: THD của iL là 15.74%, THD của is ⎪ I −new n ∑ μ i (e(k ), Δe(k ) ) ⎪ tăng từ 3.2% lên 5,6%, sai số bù tăng lên đến ⎪ ⎩ i =1 ±25A từ ±20A. 5. CÁC KẾT QUẢ MÔ PHỎNG VÀ Hình 12 thể hiện đáp ứng động của hệ THỰC NGHIỆM thống khi sử dụng bộ điều khiển PI-mờ. Trước 5.1 Các kết quả mô phỏng thời điểm 0.3s hệ thống chưa có PPF và APF thì iL và is là như nhau và có độ méo dạng hài tổng Các thông số mô phỏng: THD = 10.97%, hệ số công suất là 0.61. Khoảng Nguồn: 10kV-50Hz; Rs = 0.5Ω, Ls = 0.2mH. thời gian từ 0.3s đến 0.6s các mạch lọc PPF CF = 20.65uF; C1 = 690uF; L1 = 14.75mH; R1 = được đóng vào hệ thống: THD của is tăng lên 0.0168Ω đến 14.2%, tuy nhiên hệ số công suất của nguồn tăng được tăng lên đến 0.96 từ 0.61. Khoảng Mạch lọc thụ động: CP1 = 49.75uF; LP1 = thời gian từ 0.6s đến 1.2s các mạch lọc PPF và 1.77mH; Q = 50; CP2 = 44.76uF; LP2 = 1.37mH; APF được đóng vào hệ thống: THD của iL là Q = 50 10.97%, THD của is giảm xuống còn 1.7% từ CF = 19.65uF; C1 = 690uF; L1 = 14.75mH; R1 = 14.2%, sai số bù được giảm đến ±7A trong 0.0168Ω 45
  9. Phân tích điều khiển và thiết kế… 0.06s. Khoảng thời gian từ 1.2s đến 2s, tải thay thống: THD giảm xuống còn 5.6% từ 15,74% và đổi (THD của tải tăng lên đến 15.74% từ hệ số công suất tăng lên đến 0.94 từ 0.65. 10.95%), các mạch lọc PPF và APF vẫn ở trạng Hình 14 thể hiện trạng thái xác lập của thái như trước đó: THD của iL là 15.74%, THD HHAPF khi sử dụng bộ điều khiển PI-mờ: THD của is là 1.9%, sai số bù tăng lên đến ±10A từ giảm xuống còn 1.9% từ 15,74% và hệ số công ±7A. suất tăng lên đến 0.96 từ 0.65. Hình 13 thể hiện trạng thái xác lập của Bảng tóm tắt các kết qủa mô phỏng thể hiện ở HHAPF khi sử dụng bộ điều khiển PI truyền bảng III và bảng IV. Bảng III: Các kết quả mô phỏng với phương pháp PI truyền thống Chưa thay đổi tải Thay đổi tải (THD tăng từ 10,9% lên 15,74%) Phương pháp THD Cosφ THD Cosφ THD Cosφ THD Cosφ PI chưa chưa khi khi khi có khi có khi có khi có bù bù chỉ chỉ có APF+PPF APF+PPF APF+PPF APF+PPF có PPF PPF iL 10.97% 0.61 10.97% 0.61 10.97% 0.61 15.74% 0.65 is 10.97% 0.61 14.2% 0.96 3.2% 0.96 5.6% 0.94 Bảng IV: Các kết quả mô phỏng với phương pháp PI-mờ Chưa thay đổi tải Thay đổi tải (THD tăng từ 10,9% lên 15,74%) Phương pháp THD Cosφ THD Cosφ THD Cosφ THD Cosφ PI+mờ chưa chưa khi khi khi có khi có khi có khi có bù bù chỉ chỉ có APF+PPF APF+PPF APF+PPF APF+PPF có PPF PPF iL 10.97% 0.61 10.97% 0.61 10.97% 0.61 15.74% 0.65 is 10.97% 0.61 14.2% 0.96 1.7% 0.96 1.9% 0.96 46
  10. Tạp chí Đại học Công nghiệp Hình 11. Các kết quả mô phỏng đáp ứng động với bộ điều khiển PI Hình 12. Các kết quả mô phỏng đáp ứng động với bộ điều khiển PI-mờ 47
  11. Phân tích điều khiển và thiết kế… Hình 13. Các kết quả mô phỏng với bộ điều khiển PI ở xác lập Hình 14. Các kết quả mô phỏng với bộ điều khiển PI-mờ ở xác lập DSP2812M là bộ điều khiển chính để thực hiện 5.2. Các kết quả thực nghiệm phương pháp điều khiển PI truyền thống và bộ Để chứng tỏ phương pháp điều khiển PI-mờ điều khiển PI-mờ. Các kết quả thực nghiệm thể hiệu quả hơn phương pháp điều khiển PI truyền hiện như sau: thống. Các kết quả thực nghiệm được thực hiện trên mô hình của HHAPF. Bộ điều khiển a) b) Hình 15. a) Mô hình của HHAPF. b) Mạch điều khiển của HHAPF 48
  12. Tạp chí Đại học Công nghiệp a) b) Hình 16. a) dòng phụ tải b) phổ tần số của dòng phụ tải a) b) Hình 17. a) dòng nguồn ở xác lập với phương pháp PI, b) phổ tần số dòng nguồn ở xác lập với phương pháp PI a) b) Hình 18. a) dòng nguồn ở xác lập với phương pháp PI-mờ, b) phổ tần số dòng nguồn ở xác lập với phương pháp PI-mờ tuyến. Với bộ điều khiển PI-mờ được thiết kế, 6. KẾT LUẬN nó làm giảm sai số và tăng khả năng đáp ứng Bài báo này đã phân tích được mô hình toán động. Kết quả mô phỏng và thực nghiệm chứng và các chiến lược điều khiển cho HHAPF. Một tỏ rằng bộ điều khiển PI-mờ hiệu quả hơn bộ bộ điều khiển PI-mờ đã được thiết kế để cải tạo điều khiển PI truyền thống và thỏa mãn các tiêu chất lượng điện năng bằng cách bù các hài và chuẩn hài theo tiêu chuẩn quốc tế IEEE-519. công suất phản kháng theo yêu cầu của tải phi 49
  13. Phân tích điều khiển và thiết kế… TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. F. Peng, H. Akagi, and A. Nabae, “A new approach to harmonic compensation in power system-a combined system of shunt passive and series active filters,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 26, no. 6, pp. 983–990, Nov. 1990. 2. H. Fujita and H. Akagi, “A practical approach to harmonic compensation in power system-series connection of passive and active filters,” IEEE Trans. Ind. Appl., vol. 27, no. 6, pp. 1020–1025, Nov. 1991. 3. S. Bhattachaya, P.-T. Cheng, Deep, and M. Divan, “Hybrid solutions for improving passive filter performance in high power applications,” IEEE Trans Ind. Appl., vol. 33, no. 3, pp. 732–747, May 1997. 4. L. Gyugyi and E. C. Strycula, “Active ac power filters,” in Proc. IEEE, Ind. Appl. Soc. Annu. Meeting, 1976, pp. 529–535. 5. Hu Ming, Chen Heng, “Active power filter technology and its application”, [J]. Automation of Electric Power Systems, pp. 66-70, 2000. 6. S. Kim and P. N. Enjeti, “A new hybrid active power filter (APF) topology,” IEEE Trans. Power Electronics, vol. 17, no. 1, pp. 48–54, Jan. 2002. 7. A. Nakajima, K. Oku, J. Nishidai, T. Shiraishi, Y. Ogihara, K. Mizuki, and M. Kumazawa, “Development of active filter with series resonant circuit,” in Proc 19th IEEE Annu. Power Electronics Specialists Conf. Rec., Apr. 11–14, 1988, vol. 2, pp. 1168–1173. 8. An Luo, Zhikang Shuai, Z. John Shen, Wenji Zhu, and Xianyong Xu, “ Design Considerations for Maintaining DC-Side Voltage of Hybrid Active Power Filter With Injection Circuit”, IEEE Transactions on Power Electronics, vol. 24, no.1, pp. 75-84, January 2009. 9. Tang Zhuoyao, Ren Zhen, “Hybrid filter connected in series APF with PF and compensating characteristic analysic”, [J]. Proceeding of the CSEE, 20(5), pp.248-253, 2000. 10. P. Rathika and Dr. D. Devaraj, “ Fuzzy logic – Based Approach for Adaptive Hysteresis Band and DC Voltage Control in Shunt Active Filter”, International journal of Computer and Electrical Engineenring, vol. 2, no. 3, pp. 1793-8163, June, 2010. 11. Consalva J. Msigwa, Beda J. Kundy and Bakari M. M. M winyiwiwa, “Control Algorithm for Shunt Active Power Filter using Synchronous Reference Frame Theory”, World Academy of Science, Engineering and Technology, 5 8, pp. 472 – 478, 2009. 12. An Luo, Zhikang Shuai, Weiji Zhu, Ruixiang Fan, and Chunming Tu, “ Development of Hybrid Active Power Filter Based on the Adaptive Fuzzy Dividing Frequency-Control Method”, IEEE Transactions on Power Delivery, vol 24, no. 1, pp. 424-432, January. 2009. 13. A. Hamadi, K. Al-Haddad, S. Rahmani and H. Kanaan, “Comparison of Fuzzy logic and Proportional Integral ControlIer of Voltage Source Active Filter Compensating Current Harmonics and Power Factor”, IEEE International Conference on Industrial Technology (ICIT), pp. 645-650, 2001. 14. Soumia Kerrouche, Fatch Krim, “Three-phase Active Power Filter Based on Fuzzy logic controller”, International Journal of Sciences and Techniques of Automatic control & computer engineering IJ-STA, vol. 3, no.1, pp. 942-955, July 2009. 15. Bhende, C.N., Mishra, S.K,. “TS-Fuzzy- controlled Active Power Filter for Load Compensation”. IEEE, Trans. on Power Delivey, vol. 21, no. 3, pp. 1459-1465, 2006. 16. Onur Karasakal, Mujde Guzelkaya, Ibrahim Eksin, Engin Yesil, “Online Rule Weighting of Fuzzy PID Controllers”, IEEE International Conference on System Man and Cybernetics (SMC), pp. 1741-1747, 2010. 50
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2418 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
2=>2