动态电压恢复器的控制策略研究与装置开发

发布时间：2020-11-08 10:38

　　 随着电力系统中非线性负荷和冲击性负荷的不断增加,电能质量问题日益突出,其中以电压暂降为主的电能质量问题对精密设备的影响最为严重。为此,本文采用动态电压恢复器(DVR)来解决电压暂降问题,并在此基础上深入研究了DVR的模糊自整定PID控制策略、搭建了硬件实验平台。首先,总结了产生电压暂降的主要原因及改善电能质量的方法,采用了适用于中低压侧的动态电压恢复器拓扑结构,分析了其工作原理、补偿策略和软件锁相方法;其次,建立了单相DVR的数学模型,在前馈控制和电压瞬时值反馈控制的基础上,将模糊控制理论与PID理论相结合应用到动态电压恢复器的控制器设计当中,进行了模糊自整定PID控制器的设计并通过Z-N临界比例法完成了PID参数的整定;在Matlab/Simulink平台上分别搭建了基于模糊自整定PID和传统PID的主电路和控制电路,并运用冲激响应不变法设计了适用于本系统的二阶巴特沃斯滤波器。通过系统侧电压扰动的仿真分析,可得出结论:模糊自整定PID控制在系统响应速度和稳定性方面都优于传统的PID控制,同时数字滤波器的加入使得补偿电压的质量得到有效改善。最后,本文选择TMS320F2812作为高速数据处理和算法实现的主控芯片,配合STM32F103C8T6作为外设和控制芯片。硬件方面:设计了动态电压恢复器的主电路、驱动电路、电源电路和保护电路;软件方面:设计了主程序和部分功能模块的程序流程,并编写了系统的部分程序。通过实验平台对动态电压恢复器装置进行了原理性实验,验证了硬件电路参数选择的可行性与有效性。
【学位单位】：西安工程大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：TM714.2
【部分图文】：

以色列一家芯片制造厂在线试运行[8]。日本研发出柱上式 DVR 并投入运行压暂降得到有效治理[9]。从西屋公司研制出第一台 DVR 开始，国内很多知校和科研机构也陆续开始了对 DVR 的研究工作，清华大学，西安交通大学国科学院电工研究所等一批科研机构都相继取得可喜的成果。其中，华硕国技发展公司和水木源华依托清华大学的科研实力早在 2005 年就已经实现VR 的市场化。如图 1-1 所示分别为世界上第一台和当时世界上容量最大的 D装现场照片。

根据以上步骤和模糊控制规则表建立起模糊控制器对应的输入和输出关系，如图 3-5 所示。参数pK 、iK 、dK 的曲面较为光滑，表明本文选取的模糊控制器参数适当。根据上述模糊控住规则和论域建立的模糊控制系统仿真结构图如 3-6 所示。3 动态电压恢复器 Fuzzy-PID 控制系统设计

主电路仿真模型
【参考文献】

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本文编号：2874666