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网站建设与维护实训ppt,html入门视频教程,深圳做外贸的大公司有哪些,wordpress公司企业PI#xff0b;重复控制的并联型APF有源电力滤波器仿真 附参考文献 #xff08;1#xff09;电路拓扑为三相全桥型#xff1b; #xff08;2#xff09;采用并联型APF有源电力滤波器#xff1b; #xff08;3#xff09;谐波检测采用瞬时idiq原理方法#xff1b; 重复控制的并联型APF有源电力滤波器仿真 附参考文献 1电路拓扑为三相全桥型 2采用并联型APF有源电力滤波器 3谐波检测采用瞬时idiq原理方法 4APF直流侧电压采用PI控制稳定性好 5APF电流调节采用PI控制重复控制 6APF调制策略采用svpwm控制 7APF消除谐波时可补偿一定的无功和谐波 补偿后的三相电流THD为2.5%5%在电力系统领域谐波和无功问题一直是影响电能质量的关键因素。而并联型有源电力滤波器APF成为了解决这些问题的有力武器。今天就来聊聊基于PI 重复控制的并联型APF有源电力滤波器的仿真那些事儿。一、电路拓扑三相全桥型三相全桥型拓扑是并联型APF中常用的一种结构。它由六个功率开关器件组成通过合理的控制策略可以实现对谐波和无功电流的快速准确补偿。这种拓扑结构的优势在于其灵活性和通用性能够适应不同的电力系统工况。二、谐波检测瞬时idiq原理方法谐波检测是APF发挥作用的第一步。这里采用的瞬时idiq原理方法能够快速准确地分离出负载电流中的基波正序分量和各次谐波分量。简单来说通过将三相静止坐标系下的电流变换到两相旋转坐标系dq坐标系在dq坐标系下基波正序分量变为直流分量而谐波和负序分量则为交流分量。通过低通滤波器滤除交流分量再将剩余的直流分量变换回三相静止坐标系就得到了基波正序电流负载电流减去基波正序电流即为谐波电流。下面简单用Python代码模拟一下这个变换思路实际工程中会基于硬件平台和专业电力系统软件实现这里仅为示意import numpy as np def abc_to_dq(i_a, i_b, i_c, theta): # 坐标变换矩阵 C_abc_dq np.array([[2 / 3, -1 / 3, -1 / 3], [0, np.sqrt(3) / 3, -np.sqrt(3) / 3], [1 / 2, 1 / 2, 1 / 2]]) i_abc np.array([i_a, i_b, i_c]) i_alpha_beta_0 np.dot(C_abc_dq, i_abc) # dq变换 C_alpha_beta_dq np.array([[np.cos(theta), np.sin(theta)], [-np.sin(theta), np.cos(theta)]]) i_dq np.dot(C_alpha_beta_dq, i_alpha_beta_0[0:2]) return i_dq def dq_to_abc(i_d, i_q, theta): C_dq_alpha_beta np.array([[np.cos(theta), -np.sin(theta)], [np.sin(theta), np.cos(theta)]]) i_alpha_beta np.dot(C_dq_alpha_beta, np.array([i_d, i_q])) C_alpha_beta_abc np.array([[1, 0], [-1 / 2, np.sqrt(3) / 2], [-1 / 2, -np.sqrt(3) / 2]]) i_abc np.dot(C_alpha_beta_abc, i_alpha_beta) return i_abc这段代码实现了三相静止坐标系abc坐标系和两相旋转坐标系dq坐标系之间的变换。abctodq函数将三相电流转换为dq坐标系下的电流dqtoabc函数则是反向转换。实际应用中还需要考虑低通滤波器等环节来完成谐波检测。三、APF直流侧电压控制PI控制APF直流侧电压的稳定对于其可靠运行至关重要。采用PI控制通过比例环节P快速响应电压的变化积分环节I消除稳态误差从而使直流侧电压保持在设定值附近。PI控制的核心代码如下假设在一个简单的控制系统类中class PIController: def __init__(self, kp, ki): self.kp kp self.ki ki self.integral 0 def update(self, setpoint, process_variable): error setpoint - process_variable self.integral error output self.kp * error self.ki * self.integral return output在实际使用时实例化这个PIController类传入合适的比例系数kp和积分系数ki不断调用update方法输入直流侧电压的设定值和实际测量值就能得到用于调节的输出值以维持直流侧电压稳定。四、APF电流调节PI控制 重复控制PI控制虽然能对电流进行快速跟踪调节但对于周期性的谐波电流PI控制存在一定的稳态误差。而重复控制能够对周期性信号实现无差跟踪将两者结合既能快速响应电流的变化又能精确补偿周期性谐波电流。重复控制的原理相对复杂一些它通过一个周期性的内模不断学习和记忆前一周期的误差在当前周期进行补偿。代码实现上需要构建一个重复控制器类结合PI控制器类一起工作。class RepetitiveController: def __init__(self, period, gain): self.period period self.gain gain self.error_memory [0] * period def update(self, error): self.error_memory.pop(0) self.error_memory.append(error) output self.gain * sum(self.error_memory) return output然后在实际电流调节中结合PI控制器和重复控制器的输出kp 0.5 ki 0.1 rc_period 100 rc_gain 0.01 pi_controller PIController(kp, ki) repetitive_controller RepetitiveController(rc_period, rc_gain) # 假设获取到的电流误差 current_error 0.1 pi_output pi_controller.update(0, current_error) rc_output repetitive_controller.update(current_error) total_output pi_output rc_output这样通过PI控制和重复控制的协同工作提高了APF对电流的调节精度。五、APF调制策略SVPWM控制SVPWM空间矢量脉宽调制控制策略能够有效提高直流电压的利用率减少谐波含量。它通过控制逆变器中功率开关器件的通断使逆变器输出的电压矢量在空间上形成一个圆形的旋转磁场。相比于传统的正弦脉宽调制SPWMSVPWM具有更好的谐波抑制能力和直流电压利用率。实现SVPWM控制需要经过扇区判断、矢量作用时间计算等步骤这里不展开详细代码但大致思路是通过计算参考电压矢量在不同扇区的位置确定各个功率开关器件的导通时间从而实现对逆变器输出电压的精确控制。六、APF的补偿效果经过上述一系列控制策略的协同工作APF在消除谐波时不仅可以补偿一定的无功功率还能将补偿后的三相电流总谐波失真THD控制在较低水平。实际仿真结果显示补偿后的三相电流THD为2.5%小于5%的标准要求这表明该APF系统能够有效地改善电能质量为电力系统的稳定运行提供了有力保障。通过对PI 重复控制的并联型APF有源电力滤波器的仿真分析我们可以看到各个环节紧密配合共同实现了对谐波和无功的高效补偿。在实际工程应用中还需要根据具体的电力系统参数和要求进一步优化各个控制环节的参数以达到最佳的补偿效果。希望这篇博文能为大家在相关领域的研究和实践中提供一些有用的参考。