文摘

UPS不间断电源)用作备份时的输入源,通常是国家电网,未能给负载功率。除了越来越多的使用电子电力设备在工业和住宅系统,如UPS,控制整流器,smp(开关模式电源)和直流转换器,有交流电源谐波造成的一个严重的问题,降低了电能质量。谐波会引起各种各样的问题,包括敏感的设备故障,共振问题,加热电线,功率损耗和效率低下的分销系统。一个被动或有源电力滤波器可以用来减少谐波。然而,被动的过滤器是更难设计和笨重。电力电子的发展,有源电力滤波器是发达,提供的最佳组合形式的混合有源电力滤波器(HAPF)。这项研究显示了一个最小化方法中包含的谐波UPS的输出连接到一个非线性负载。实验与几个UPS类型都是在各种非线性负载的情况下进行的,充电和放电的电池,以及该技术可以显著减少系统中的谐波与HAPFs(混合有源电力滤波器)基于一个独特FLCC(当前模糊逻辑控制器)。在本文中,我们使用一个模糊逻辑控制器来产生脉宽调制(PWM)开关信号在单相半桥HAPF。的操作提出PWM-FLCC将研究在一个稳定和瞬态。 Based on a connection between the uninterrupted power supply (UPS) supplying a single-phase power to a nonlinear load, different power filter topologies and a brief review of reference current extraction (RCE) methods used in this study were also included and the most common configurations have been compared with their advantages and disadvantages to ensure the right selection of the power filter for UPS connected with the nonlinear load. The results of the investigation demonstrate that the HAPF with the fuzzy logic current controller has reasonable performance, with a significant reduction in current THD down to 1.09%, as per IEEE-519 standard.

1。介绍

在当今世界,改善电能质量(PQ)是一个重大的挑战在配电领域。一般来说,电力系统中使用的设备,如开关电源(smp),电弧炉,不间断电源(UPS)、变速驱动器(vsd),和其他电力电子器件在本质上是非线性的。非线性负载的增加已成倍增长引起的电能质量问题,如高次谐波的电流和电压和功率因数低,尤其是当连接到电网中分布式发电系统。这些负载生成各种PQ问题,包括谐波源/负载电压和电流,对系统安全造成负面影响,效率和可靠性(1]。因此,许多研究已经进行了使用各种定制电源设备(CPD)来改善系统的PQ。

分散的电网在现代也有复杂的电力网络。在这样一个系统中,电源中断可以对敏感设备的一个严重的问题。2005年,传统的不间断电源(UPS)系统进行了综述(1]。在一个输入的情况下从国家电网电源故障,采用UPS作为备份电源的负载(通常电源)。这些传统的UPS系统仍然可用商业合理的性能。然而,许多问题仍未得到解决。在[2),混合储能系统(ESS)结合提出了UPS在线操作。作者坚持认为,该系统成本最小化,提高电池利用率通过系统需求管理以及应急电源。在[3),一个新的解决方案采用行交互UPS并联型有源电力滤波器(谐波)的设计和研究。指数非线性负载在前面十年发展恶化电能质量问题,如过度的电流和电压谐波,以及功率因数低,尤其是当连接到电网与分布式发电系统(4,5]。因此,作为一个努力改善电能质量传统,被动的过滤器被使用,导致新兴新拓扑(5]。然而,这些传统的滤波器拓扑没有达到预期的现代的负载类型的多样性。apf(有源电力滤波器)研究了几十年,已经过了改进,以适应现代负载要求。在[6),APF拓扑总结和1999年左右。二十年过去了因为这个研究发表,许多改进已观察到APF拓扑。在过去的几年里,HAPFs(混合有源电力滤波器)已经发展为特定类型的负载中提到相应的研究(7- - - - - -15]。摘要UPS系统实验谐波分析已经完成与谐波缓解hysteresis-based HAPF。基本50 hz正弦波形,第3谐波,第五次谐波,畸形的波形如图所示1。傅里叶级数可以使用这个扭曲的波形分解成基本和谐波分量。总谐波失真(THD)的电压或电流可以确定使用以下公式。 在哪里h_马克斯是最高阶谐波的计算,米_h有效的h值吗^th谐波,米₁有效的价值的基本组件。非线性负载如电力牵引系统、PE设备,变频/房间隔缺损,smp, CVCF、UPS、电源转换器,和所有类型的家用电器导致配电系统谐波。

反过来,这些谐波会导致许多用电问题。(我)更高的谐波频率引起电压闪烁,这是有害于人类的眼睛。(2)增加听不清声音高次谐波振动开始(3)由于更高的谐波磁损失增加,最终导致气温升高,降低电机和变压器的寿命和效率。(iv)产生共振,电容器的寿命缩短,导致计量和仪表系统故障。第五和第七次谐波产生电机的转矩脉动。(v)磁场和电场产生的谐波,影响附近的电话线和其他通信系统传输系统。

解决上述问题与谐波,谐波可以使用过滤器。在[16),谐波抑制技术在配电已经使用在过去已经被分类。在常规情况下,无源电力滤波器(ppf)是最简单的解决方案,降低谐波失真(17,18]。最近的调查在不同被动电力滤波器的应用表明使用的潜在优势19- - - - - -22]。图2描述了一些最常见的无源滤波器类型和配置,本质上是电感,电容,电阻配置的方式来控制谐波。

即使它是负担得起的,最广泛使用的无源滤波器是一个简单的LC系列单调谐滤波器。这个过滤器提供低阻抗调整到一个特定的谐波频率和与主配电系统并联耦合。因此,特定频率电流提供了一个可选流程路径,通过过滤器。一个高通滤波器(高通滤波器)消除谐波频率超过一定频率值。通常,高通滤波器是形成三种类型的配置如图2。由于相对较高的损失在基本频率,创建1阶高通滤波器还没有广泛使用。与1阶高通滤波器,二阶高通滤波器产生更少的功率损耗和谐波频率过滤能力是足够的。相比之下,3 rd-order高通滤波器的滤波能力优于二阶高通滤波器。然而,由于其稳定性和费用,很少用于低收入和中压应用程序(17,18]。一般来说,ppf减轻谐波和提供必要的无功功率转换器的分销系统与预定义的标准作为一个传统的廉价的解决方案。然而,随着这些过滤器的性能取决于不断变化的源阻抗,在低负载情况下,他们不能用于控制无功功率。此外,它们会引起共振,因此潜在破坏配电系统。

此外,组件值改变时由于频率变化或长期使用的过滤器可以确定它。解决这些问题通过使用有源电力滤波器(apf) [3,6]。在[3),UPS作为有源滤波器,详细给出了设计和分析。在[23),以减少外部干扰和模型不确定性的大小,给出了APF电流控制器,使用是非奇异终端滑模控制基于自适应模糊神经网络。在[24),改善电能质量,基于自动调整的双隐层输出反馈神经网络,一个APF电流控制器已被调查。在[25),为数控LCL-type谐波,dual-loop电流控制方法探讨。

APF的原则注入等于电流或电压级180°相移系统中的谐波。图3描述了一个典型的APF的基本框图组成。参考信号估计收集所有系统数据变量,包括谐波电流,并生成参考电流和电压信号。这些信号被处理的PWM控制单元发送开关脉冲序列的电压源变换器产生补偿电流。相比之下,比被动过滤器apf更有益,是独一无二的,他们抑制谐波和无功电流供应。

此外,由于他们不创造与分配系统共振,他们不依赖于系统属性的表现。然而,apf有一些缺点,比如快速交换设备实现控制产生高频噪声。因此,它创造了电磁干扰(EMI)。图4显示如何分类与APF参考电源电路配置。一般来说,以下是apf的类别26]。(1)谐波(并联有源电力滤波器)(2)SeAPFs(串联型有源电力滤波器)(3)HAPFs(混合有源电力滤波器)

对谐波电流或电压源变换器可以连接到一个APF电路。然而,电压源转换器(VSC)通常选择为他们的杰出的拓扑结构和简单的安装方法27]。VSC-based一般配置的谐波如图5。

它基本上是一个电流源,主要功能为谐波电流正确由非线性负载引起的。APF注入同等大小的原则目前的180°相移负载所产生的谐波,最终取消了原来的电源电流的畸变。

一个常见的谐波的配置是使用整流器和直流电感器,有效地抑制了谐波共振的链接之间的无源滤波器,系统阻抗。

SeAPF和谐波基本上具有相同的配置,除了谐波的匹配电感是流离失所的匹配变压器绕组之一是连接在系列分布总线(28]。SeAPF如图的基本方案6。

一般来说,SeAPF充当一个组件,它提供了一个非常高阻抗的路径的谐波频率,因此隔离输入源。SeAPF行为像一个CVS,提供一个补偿电压的谐波源电压。高评级系统用作隔离变压器的电流强度(50 hz)更高,由于功率损失加大根据系统评级。最终,SeAPF比谐波计划变得更加昂贵。因此,SeAPFs时通常使用该系统与电压特异性设备需要精确的正弦电压供应准确操作的设备。如图6SeAPF安排是这样的,它作为一个组件,它提供了一个非常高阻抗的路径的谐波频率,因此隔离输入源。因此,不必要的谐波电流源和负载之间不能流动。

然而,纯apf能力有限。相反,HAPFs用于结合ppf的优点和apf为了减少谐波内容。在这种组合中,ppf旨在提供低阻抗的谐波频率电流路线,和增加APF ppf的性能。因此,HAPF只给apf的优点和ppf,同时消除劣势。进步在HAPF拓扑中实现各种类型的电力系统带来一系列的HAPFs调查一般或特定的电力系统7- - - - - -15]。然而,讨论结合SeAPF或谐波让HAPFs两个通用配置。HAPF的组合SeAPF SPPF如图7(一)过滤器,而SPPF的组合(并联无源电力滤波器)和谐波(并联型有源电力滤波器)如图7 (b)。(29日]。

SeAPF重定向的高频电流负载SPPF的低阻抗路径,如图7(一)。SeAPF的安全,另一方面,是至关重要的,因为这种拓扑需要转移的根本和谐波电流的总和。在这种情况下,没有匹配变压器用于菊花链谐波和SPPF。因此,它被称为一个变压器用更少的拓扑。

SPPFs开发提供一个路径,没有当前最主要的负载阻抗的频率,但他们的过滤效率是不可接受的。这样,谐波帮助PPF提高过滤效率,避免共振的危险。

2。实验分析设置和结果

可靠、不间断的和快速的备用电源,UPS系统是用于各种行业,包括住宅、商业、工业、医疗、和通信。在一些国家,UPS系统的使用是很常见的由于甩负荷,随着发电是不够的。实验分析设置、设计和开发的混合界面使用光学USB端口和电能质量计如图8UPS系统谐波分析与线性和非线性负载。

谐波失真从UPS系统、逆变器和非线性负荷已成为UPS系统的爆炸式增长的问题(30.- - - - - -32]。这项工作提出了一个通用模型与通常的控制结构修改方案评估协调产生的过程。图9(a - c)显示了电能质量(PQ)和能量分析仪(EA)侥幸与光学USB接口电缆(OC4-USB)用于UPS系统的实验装置获得近似分析与线性和非线性负载的结果,和一个新的HAPF小说提出了模糊逻辑控制减少拉力。

实验测试各种UPS类型执行在不同的非线性负载以及电池充电和放电,这些实验结果的基础上给出表。1,提出了模糊逻辑PWM技术,减少了谐波和补偿无功功率。

各种不同的评级UPS系统用来进行实验分析和测试,结果呈现在图10。官UPS系统分析与不同类型的负载(图所示11)。

其他实验测试的UPS / CVCF系统(控制电压控制频率)进行评级较高的最大拉力测量和结果如图12。

它探讨了谐波电流和输出功率之间的关系,并概述了谐波电流的原因。建模和实验评估支持理论结论和分析(1,2]。一般模型,改编自经典的控制框图,开发研究谐波引起的生产过程一个单相UPS系统。表1显示本地建造UPS官没有一个过滤器具有更高的损失和效率很低。

基于这些结果,单相半桥HAPF与模糊逻辑控制器的PWM来调查尤其是UPS-connected非线性负载。在电池充电和放电,表1展示了各种类型的UPS效率和数据负载。此外,根据实验的结果,平均UPS系统的谐波失真等于或大于32.63%,和开发HAPF迫切需要,减少飞的比其他被动和apf(有源电力滤波器)最有效的和有效的方法。

3所示。传统HAPF拓扑和参考电流提取远端控制设备技术

代的补偿或引用当前提取(远端控制设备)是HAPF的主要组件之一。准确的测量和评估的参考电流控制器对APF的适当的功能非常重要。见图13APF对远端控制设备(参考当前提取)信号通过检测电压/电流信号与系统变量数据。电源电压,D。C总线电压,相应的变压器电压检测到APF称为电压变量虽然由APF电流变量检测电源电流,负载电流,补偿,D。目前C链接。apf提取时域频率或电压或电流参考信号基于这两个变量。检测和测量的一个重要组成部分的系统变量被广泛研究与许多改进和进步的文学估计APF参考信号(33,34]。图8展示了各种技术评估的参考信号与两种主要的方法,即频域和时域。在频域技术,当参考信号估计是适合单身或三相供应系统基于傅里叶分析,傅里叶变换方法(金融交易税)应用。

首先,金融交易税是用来实现谐波的振幅和相位;然后时域补偿参考信号计算使用傅里叶反变换(IFT)。(35- - - - - -37]。上述技术的主要缺点是计算傅里叶系数和采样系统的时间延迟变量,最终,滤波器的响应时间将更长。因此,它不能用于波动载荷条件和仅仅是利用脉动载荷情况下快速响应时间是没有必要的。在时域方法中,参考信号估计执行立即从扭曲的信号。除了synchronous-reference-frame定理,它只与三相系统,这些策略适用于单,三相系统(38]。下面是每个技术的简要说明。

3.1。瞬时(p q)理论

补偿电流计算使用的引用αβ克拉克转换记录三相电压和电流的方法。基于这些αβ转换,计算瞬时无功和积极力量,和振荡部分,,的帮助下高通滤波器,真正导致系统中谐波的形成。过滤器是调整提供所需的结果,同时减少截止频率房颤的要求。对部分转换回三相数量达到参考补偿信号。然而,这种方法只能用于三相正弦电压系统。提出了一些调整到原始p q定理和执行,使其适用于单相系统(39]。

3.2。扩展瞬时(p q)技术

对于不对称和非正弦电压系统,瞬时的扩展(p q)理论已被应用。在这种技术中,瞬时无功功率的计算是通过取代供应电压90°。与瞬时(p q)技术,这种技术,直流滤波器组件施加,然后参考信号可以使用逆变换得到补偿。这种技术是相对有利,因为它更简单的计算三相无功和有功功率量40)和p q定理原理的单相系统[41]。

3.3。同步检测定理(S.D.T)

它类似于瞬时(p q)方法,但它只适用于三相系统。在这种技术中,尽管负载条件下,有必要假定APF维护源电流和电压为正弦无相位差。的实际权力(W)连接的负载计算,均匀分布在三个阶段,然后用简单的数学计算获得的补偿电流计算(42]。尽管这种技术简单,一般仅用于电源电压谐波。

3.4。Synchronous-Reference-Frame定理(S.R.F.T)

计算瞬时活跃和无功电流分量,参考补偿电流计算了通过三相电源的电压和电流变量转化成一个同步旋转坐标系(DQ坐标系)。在这种方法中,主要成分的数量的直流应用使用一个过滤的过程。它只是用于三相系统及其控制必须能够与DC数量(43]。

3.5。正弦乘法定理(S.M.T)

扭曲的负载电流的基波分量估计使用这种方法通过集成响应得到扭曲的负载电流乘以基本频率的正弦波。APF的驱动电流的区别是这个基本组件和连接的负载电流的瞬时变形。它可以使用在单相和三相系统。尽管滤波器和HPFs分区用于减少时间延迟,这是一个缓慢的技术估计参考补偿电流主要由集成和抽样(44]。

4所示。提出了谐波参考电流提取(远端控制设备)技术基于当前DQ与模糊逻辑控制器(FLCC)网格状的单相HAPF

拟议中的FLCC单线图的单相半桥HAPF如图14。控制器由两个主要组件。第一个是一个远端控制设备(参考电流提取)从一个扭曲的线电流,而第二个是逆变器的PWM电流控制器切换。然而,传统的控制器,另一方面,需要一个精确的线性系统的数学模型。

参数变化和非线性负载扰动,这是具有挑战性的实现。模糊逻辑控制器(方法)最近被用于各种电力电子和有源电力滤波器的应用程序(45]。图15显示了一个完整的模拟活动和无效的当前组件提出了单相半桥HAPF基于FLCC参考电流估计(远端控制设备)和PI控制器。

提出了HAPF的半桥逆变器电源电路,如图16。电压源逆变器逆变器包括两个场效应管,每个链接到一个反平行的二极管。选择场效应管的性能优越等快速的切换时间、较低的正向电压下降,和高功率处理。提出了HAPF结合动态的好处和潜在的过滤器,完全动态的弊端和不活跃的过滤器。

方法(模糊逻辑控制器)比传统控制器有一个优势,它不需要一个精确的数学模型。它是更可靠的比典型的控制器和非线性管理。分销系统是不平衡的,因为分布线不要移动和负载不平衡的。结果,混合有源电力滤波器必须设计能保持THD限制符合IEEE标准在不同负载的情况下。图17单相半桥HAPF基于FLCC UPS系统控制框图。

在本文中,单相同步参考系在MATLAB生成平衡模拟谐波电流参考HAPF过滤器。实现所需的参考电流,但是,只有一个阶段被选中。同步参考系统变换非线性负载引起的扭曲的电流从一个静态参考系统a - b - c动态参考系统dq (46,47]。同步参考系的隔离谐波信号如图18。

电流控制使用模糊逻辑控制器,因为不需要一个精确的数学模型;FLCC-based PWM技术是使用和不平衡和脉动载荷条件下有效地工作。它使用不准确的输入和管理非线性。控制器是不平衡电压和不同负载条件下的测试。模糊逻辑控制器控制恒压电容也被开发出来。补偿电流参考信号与参考周围的预定义的滞带补偿信号在三相和单相HAPF / APF广泛应用与滞后控制器(39- - - - - -43]。没有开关如果补偿参考信号属于预定义的乐队,如图19。

因此,如果参考信号进行切换掉出来的乐队。滞环电流控制器的性能已被证明是例外(44,48]。除了其异常的动态性能,它是简单的应用。相反,一代的非均匀频率切换的主要缺点是控制器,从而影响过滤器的能力抑制电路共振。(49]。线性和滞后控制器采用传统,创造和获得VSC的开关脉冲(电压源变换器)通过构建一个系统模型与模型分析得到控制律。与传统的技术,模型需要处理非线性系统线性化。为了解决这些问题,进行了新的研究HAPF的应用。

5。提出了模糊逻辑电流控制FLCC技术

5.1。模糊逻辑控制器审查

陈守煜教授Lotfi加州大学的伯克利分校,最初提出的模糊逻辑控制器(方法)在1965年。他提供了一个策略来处理复杂的和复杂的输入数据和处理不准确的输入数据。许多研究人员和系统工程师们开始认识到价值的模糊逻辑控制器的控制算法控制分析和有源电力滤波器的应用程序。模糊控制器提供简单的设计技术的优势,不需要完美的数学模型,能够管理输入错误的系统,并且能够处理非线性,使他们更可靠的比传统的控制器。

模糊集理论是利用模糊逻辑发展,在这一个变量是一个成员的一个或多个集隶属程度。(46,47,49,50]。模糊逻辑允许机器复制人类推理定量不准确的输入和基于模糊推断和完整的事实,但应用“去模糊化”的过程,获得一个明确的回应。在[51),PQ改进使用基于模糊滑模的PWM控制控制UPQC详细提出了谐波失真是解决用三相半桥HAPF与模糊逻辑控制(52]。一块一个模糊逻辑控制器的示意图如图(方法)20.。

模糊逻辑控制器方法是由三个主要的模块,每一个都有自己的工作流程和控制操作,下面列出了具体的细节:(我)模糊化(2)推理(3)去模糊化

5.1.1。模糊化

方法要求每个输入/输出(I / O)变量定义了一个控制表面表示模糊使用语言符号层。的语言值每个I / O变量将整个系统分为连续时间间隔产生一个成员函数。元素成员值表示的范围变量属于一个给定的水平。转换过程中I / O变量在语言层面上被称为“模糊化”。

5.1.2中。推理

控制表面性能直接相关,与系统的I / O相关的变量,这完全是由一组规则控制。在一个复杂的经验法则是:

如果p是米然后问N;如果p是米然后问是N。

每个规则实现真理的阅读时输入变量的集合,假设的假设是正确的,变化的贡献几乎完全控制表面的发展。当所有的规则,控制表面被表示为一个模糊集合来表示约束的输出。整个过程被称为推理。

模糊推理系统(FIS)组成的三个编辑器进行编辑和两个观众可以称为只读的工具。

(1)金融中间人——编辑器(我)金融中间人(2)隶属函数(3)规则

FIS模糊推理系统编辑器解决了高层的问题在系统中,输入和输出变量的总数和他们的名字。MFE(隶属函数编辑器)用于指定所有隶属函数的形状与一个变量联系在一起。再保险(规则编辑器)可以用来改变或重写规则的集合,确定系统的操作。

(2)FIS-Viewer(我)规则(2)表面

规则和表面的观众都是只读选项和仅用于系统的机会,相反FIS编辑器并不能用于编辑限制在一个诊断显示活动规则和个人隶属函数的形状影响的结果。其中一个输出是依赖于一个或两个输入,显示的表面显示。也就是说,它创建和构建系统的输出表面的阴谋。

控制规则设计的定义规则,将输入变量与输出的属性模型和模糊控制规则的设计的一部分。因为系统的模糊逻辑控制器独立模型,设计本质上是直观的。

5.1.3。规则库表

变量的语言规则。表2演示了“if - then规则五个隶属函数选择为每个输入错误(e)和误差变化(∆e)变量语言规则中定义的变量。有两个输入,只有15可能的规则是可能的,基于组合(5“如果,那么”3)= 15。

(3)Mamdani类型推断。使用最广泛的模糊方法Mamdani的模糊推理方法。Ebrahim Mamdani Mamdani技术于1975年引入,这是最早的模糊集合理论推理方法。Mamdani类型推断假定输出是一个模糊集的隶属函数。在聚合过程中,每一个输出变量的模糊集应该defuzzified。可行的使用单一破裂作为输出隶属函数,而不是使用单一破裂,通常更有效。语言概念“if - then,”Mamdani模糊控制器选择和建造。以下语言变量选择规则库,增加,增加,不变,减少,减少由于其简单性,利用三角形和梯形隶属度函数。

分布式组有时被称为单例推理隶属函数,它可能被认为是一个pre-fuzzy defuzzified的模糊集的集合。Mamdani方法,计算一个二维函数的重心,更经常使用,极大地简化了必要的计算,使模糊过程更有效率。而不是整合整个二维函数,使用许多数据点的加权平均得到质心。Sugeno-type系统支持这种类型的模型;一般来说,系统可以用来模拟一个推理系统与线性隶属函数或常量的输出。

5.1.4。去模糊化

的方法将模糊和转化成崭新的总和。去模糊化可以通过许多方法。质心的方法,采用公式(2),是最常用的方法:

在这里,λ是输出的联系程度。 在哪里λ=输出y“隶属程度。”

的技术面心(COA)被认为是:为目的的去模糊化,HA (y) = defuzz (y、mf、类型),这里defuzz (y、mf、类型)是隶属函数,曼氏金融defuzzified值放置在相应的价值很多去模糊化方法的使用一个变量y(12),这取决于类型的参数。变量可以来自任何以下类别:(我)lom:最大(绝对值)最大的价值(2)som:最小(绝对)最大的价值(3)妈妈:平均值最大,(iv)平分线:平分线的区域,(v)重心:面心,

会员功能可在各种各样的形状,包括梯形、三角形,高斯函数,铃铛,虚线,形状。图21显示了隶属函数的模糊推理系统。

拟议中的FLCC生成一个门信号后通过使用模糊逻辑技术正确的获得是应用于PWM开关和PI控制器也被用来保持直流环节电容电压。图22显示了基于模糊逻辑的方法)脉冲宽度调制(PWM)开关信号生成(30.- - - - - -32,45,50]。

第一个输入变量的五个语言变量误差(e)命名为非常低,低,零,高,非常高,和三个子集被指定为第二个输入变量(∆e)称:小,零,大。它的导数(e),它是基于一个三角形隶属函数,使用Matlab模拟,与通常的模糊推理模型,可以发现。MFs第一输入(e)如图23(e);MFs第二输入数据所示24下面和MFs的输出(u)显示两个输入错误及其衍生品所示25。三角形隶属函数最初选为容易实现。

6。直流母线电压控制

HAPF不需要提供有功功率补偿负载的谐波和无功电流,以及高通滤波器的无功电流,在无损的情况下。因此,直流母线电容器比能够提供所需的无功功率提出HAPFs(混合型APF)。

的直流母线电容器提供活性能量传输电荷和直流母线电容器之间(直流母线电容器充电和放电)平均直流总线电压保持在预定的水平。

由于切换损失,电容器泄漏和其他因素,不仅分布电源必须提供所需的实际功率负载也所需的额外权力VSI维持直流母线电压恒定。直流总线电压将继续下降,如果不解决这些损失。PI调节器用于控制D。C总线电压如图26。可以看出当Kp和ki很高时,总线电压调节控制,稳态直流总线电压误差较低。实际功率不平衡没有影响瞬态反应如果Kp和Ki是次要的。满足上述两个控制特性,Kp和Ki的正确选择是必需的。(48]。

7所示。仿真分析

仿真模型如图27提出了单相半桥的混合有源电力滤波器和电路参数表3。UPS负载,并行完成桥式整流器非线性负载,负载谐波产生的主要来源。

仿真分析提出当前HAPF模糊逻辑控制器FLCC已由模拟单相半桥逆变器连接到UPS系统的主要交流源和另一端有系统中非线性负载产生的谐波。图28描述了内部模型的当前模糊逻辑控制器FLCC PWM模式。

源电压波形如图29日。图30.(一)和30.(b)显示了扭曲的源电流的波形和频谱,分别。总的来说,32.63%是供应电流。

源电流波形明显扭曲了,见图30.,32.63%的总谐波失真。不可控整流器UPS类型负载生成一个结合谐波电流和5^th7^th,11^th阶谐波主要是最流行的谐波电流从5^th谐波电流的基本。拟议中的HAPF可以降低谐波含量至5%,这是IEEE制定的限制谐波标准。调整后使用电流控制器,仿真结果。图30.描述了电流的波形和频谱的负载。图31日描绘了补偿电流的波形和频谱进入HAPF PCC。

PI控制器是用来维持直流母线电压和波形如图32。

源电流的5^th7^th,11^th谐波分量是大大减少补偿后,导致一个正弦源如图33(a)。补偿后,电流源的频谱显示,分别在图31日(b)。

表4显示了负载电流的谐波,HAPF输出电流,电流源在使用提出了HAPF方法的控制器。

当前的负载之前HAPF的THD 32.63%;然而,源电流使用基于模糊逻辑HAPF电流控制官已经减少了1.09%。因此,很明显,HAPF的过滤效率使用模糊逻辑设计电流控制器是远低于标准的5% (THD ieee - 519标准的限制。

8。结论

在这项研究中,执行一个实验性的UPS系统的谐波分析和一个单相半桥HAPF当前基于模糊逻辑控制器(FLCC)供参考电流提取(远端控制设备)。研究了不同电力滤波器拓扑在这个研究。确保适当的电力滤波器选择UPS与单相非线性负荷,最普遍的设计已经与他们的优缺点。在MATLAB / Simulink, HAPF的模糊控制器进行了研究。更高的谐波频率引起电压闪变、凹陷和膨胀由于谐波振动,磁损失由于温度增加和减少生活和电气设备和变压器的效率。此外,他们的概率减少电容器的寿命和增加计量和仪器设备操作不正确。权力过滤器、被动和主动,可以利用来解决这些问题。APF拓扑已经取得了很大进步,在许多方面已经超过了被动的过滤器。HAPFs,另一方面,是为特定类型的负载和结合被动和主动的好处过滤器为特定的应用程序。这表明该FLCC控制器有很好的反应,可以解决谐波源(THD以来系统中从32.63%下降到1.09%使用提出了新颖的方法。 The system is intended to evaluate the HAPF’s fuzzy logic controller’s efficiency and effectiveness in terms of HAPF operation connected with UPS system and nonlinear Load.

数据可用性

数据集没有参与这项研究。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。