国际先进研究期刊》的研究在电子、电子、仪表工程
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哈姆萨贾比尔穆罕默德1Mohamed Ali Abdulsalam1,Fathi曼苏尔1,Miftahul安瓦尔2,默罕默德尼扎姆3
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最近段时间电能质量问题已经说作为一个嗡嗡作响的问题对于促进精致和微型电子设备在电压凹陷问题是最常发生的和有害的电能质量问题。因此,本研究的目的是减轻使用提出了电压凹陷问题分配静态补偿器(D-STATCOM)两种控制方法即FIS和π。作为一个实现的一部分,两种控制方法如比例积分(PI)和模糊推理(FIS)介绍了确定注入电流和比较及时的响应。结果表明,金融中间人和π能够恢复电压骤降了98.20%,96.15%,93.55%,95.10%,94.45%,90%在singlephase,两相、三相、分别,没有D-STATCOM只有24%在三个阶段。最后,新改进D-STATCOM配电系统完成作为一个精通补偿负载的无功功率要求。此外,它是预期在未来这个提出了配电系统设备将被视为一个新的有效的客户商业设备来安抚电压凹陷的问题。
关键字 |
| 分布的静态补偿器(D-STATCOM),模糊推理系统(FIS),比例积分(PI),电压凹陷、MATLAB。 |
我的介绍。 |
| 电能质量是主要问题在当下时代之一。它已成为重要的,尤其是与引进先进的设备,其性能对电力供应的质量非常敏感。电能质量问题是一个事件表现为非标准电压、电流或频率导致的失败最终用途设备[1]。 |
| 电能质量问题包括范围广泛的干扰如电压跌落/膨胀,闪烁,谐波失真,冲动,瞬态和中断。在这个问题中,电压跌落是最常见问题的电能质量问题。IEC电子技术词汇,IEC 60050 - 604, 1998年将电压凹陷定义为任何“突然降低电力系统的电压点,紧随其后的是电压恢复后很短的时间内,从半个周期到几秒”。同样,在更明确,凹陷,所定义的IEEE 1159标准,监测电力质量、IEEE推荐的做法是“减少均方根功率频率的电压或电流持续时间从0.5周期1分钟,剩余电压”报道。典型值介于0.1。部件指顶部12,11及09 p.u。典型的故障清除时间范围从3至30周期根据故障电流大小和过电流检测和中断的类型。实际上,电压跌落是由于故障出现,电动机起动和变压器通电。 |
| 有不同的方法来减轻在输电和配电系统电能质量问题。其中,D-STATCOM是最有效的设备。分布的静态补偿器(D-STATCOM)是最有效的和有效的现代定制电源设备用于配电网络。它的吸引力包括更低的成本、较小的大小和其快速动态响应的干扰。[2]。本文解决的重要性体现在电压/电流或电压凹陷问题客户设备的频率偏差,导致失败。和现在的定制电源设备的模型,即D-STATCOM及其控制程序减轻电压凹陷,提出D-STATCOM模型,使用MATLAB / Simulink开发环境,仿真结果给出了演示D-STATCOM的电压凹陷。[7]。 |
二世。基本理论 |
| 答:D-STATCOM |
| 分布的静态补偿器(D-STATCOM)是最有效的和有效的现代定制电源设备用于配电系统。它的吸引力包括更低的成本、较小的大小和其快速动态响应的干扰。D-STATCOM由电压源变换器(VSC)、直流储能设备(ESD)耦合变压器并联连接于通过耦合变压器配电系统。VSC跨存储设备的直流电压转换成一组三相交流输出电压。这些电压阶段,加上通过耦合变压器的磁阻交流系统。适当调整D-STATCOM输出电压的相位和大小可以有效控制活跃和无功功率交流D-STATCOM和交流系统。这种配置允许设备吸收或产生可控活性和无功功率。如图1所示[3]。 |
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| 比例综合(PI)控制器 |
| 控制的目的比例综合(PI)计划是保持恒定的电压大小的一个敏感负载连接,在系统干扰。控制系统只有r.m措施。电压在负载点,即。,no reactive power measurements are required. The VSC switching strategy is based on a sinusoidal PWM technique which offers simplicity and good response. Since custom power is a relatively low-power application, PWM methods offer a more flexible option than the Fundamental Frequency Switching (FFS) methods favoured in flexible alternating Current transmission systems (FACTS) applications. Besides, high switching frequencies can be used to improve on the efficiency of the converter, without incurring significant switching losses. The controller input is an error signal obtained from the reference voltage and the value rms of the terminal voltage measured. Such error is processed by a PI controller the output is the angle δ, which is provided to the PWM signal generator. It is important to note that in this case, indirectly controlled converter, there is active and reactive power exchange with the network simultaneously: an error signal is obtained by comparing the reference voltage with the rms voltage measured at the load point. The PI controller process the error signal generates the required angle to drive the error to zero, i.e., the load rms voltage is brought back to the reference voltage.As shown in figure 2 [4]. PI Controller (proportional-integral controller) is a close loop controller which drives the plant to be controlled with a weighted sum of error and integral that value. PI Controller has the benefit of Steady-state error to be zero for a step input. |
| 比较器的输出= V ref - V (1) |
| 在那里, |
| V裁判:单位参考电压等于1。 |
| V:电压在1单位负载终端。 |
| PI控制器的输入是一个启动信号的区别是V ref和Vin控制器的输出块角度。角度提供PWM信号发生器来获得想要的序列。图2显示了勋章在MATLAB PI控制器。 |
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c .模糊推理系统(FIS) |
| 模糊推理系统(FIS)是一个最著名的模糊逻辑与模糊集理论的应用。他们可以帮助实现分类任务,离线过程模拟和诊断、在线决策支持工具和过程控制。FIS的强度依赖于他们的双重身份。一方面,他们能够处理语言的概念。另一方面,他们普遍接近能够执行输入和输出之间的非线性映射。这两个特征被用来设计两种金融中间人。第一种FIS出现集中在模糊逻辑模型自然语言的能力。这些FIS包含模糊规则由专家知识和他们被称为模糊专家系统和模糊控制器,根据最后的使用。FIS之前,专业知识已经用于构建专家系统进行仿真。这些专家系统是基于经典的布尔逻辑,并不适合管理先进性的基础过程的现象。 Fuzzy logic allows grading rules to be introduced into expert knowledge based simulators. It also points out the limitations of human knowledge, particularly the difficulties in formalizing interactions in complex processes [5]. Fuzzy inference is the process of formulating the mapping from a given input to an output using fuzzy logic. The mapping, then provides a basis from which decisions can be made, or patterns discerned. [6]. The fuzzy inference system is shown in Figure 3. |
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| 计算误差计算的误差从电源电压之间的差异数据和参考电压数据。出错率的变化率是错误。错误和出错率被定义为: |
| 错误= Vref - VS (2) |
| 出错率=错误(n)——错误(n - 1) (3) |
| 在哪里: |
| Vref是电压参考 |
| vsi电压源 |
| 错误是错误的供应 |
| 错误率是错误率供应。 |
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三世。方法 |
| 控制系统的目的是保持电压大小的一个敏感负载连接在系统干扰。电压凹陷创建通过三相负载终端的错。上面分别感觉到电压问题,通过序列分析仪。一般配置的控制系统通常由一个电压校正方法决定了参考电压注入D-STATCOM。 |
| 金融中间人有两个输入和一个输出,输入5的组成成员和输出模糊由5个成员组成。输入变量的范围[5 5],而输出变量的范围-10 [10]。构建金融中间人的过程可以概括如下: |
| 我选择一个特定类型的金融中间人(Mamdani或Sugeno) |
| 二世。选择相关的输入输出变量 |
| 三世。确定linguisticTerms的数量与每个输入输出变量(确定隶属函数为每个语言术语) |
| 第四,设计模糊if - then规则的集合 |
| 诉thedefuzzification选择方法。 |
| 模糊性是模糊逻辑理论一个重要概念。模糊化过程清晰量转换为模糊的地方。因此模糊化过程可能涉及分配成员值给定的数量。本单元将non-fuzzy(数字)输入变量测量到模糊集(语言)变量是一个明确的边界,没有脆(答案)。在这个仿真研究中,语言变量定义的错误和错误率等负面大(NB),负介质(NM),负小(NM),零(Z),积极的小(PS),积极的媒介(PM)和积极的大(PB)的特点是隶属度函数图。 |
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| 有49 FIS规则。输出隶属函数为每个规则是由最小(最小)算子。马克斯操作符用于获取联合FIS的输出设置最小算子的输出,输出是由模糊集和模糊逻辑操作通过评估所有的规则。 |
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四、仿真和结果 |
| 加强分销系统的性能,D-STATCOM连接到配电系统。R2012b DSTATCOM的目的是使用MATLAB仿真软件版本。如figure8所示 |
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| 系统设计了基于D-STATCOM控制无功源,其中包括一个电压源变换器(VSC)和直流环节电容并联连接,生成和/或吸收无功功率的能力。事实上,它是用来补偿电压凹陷等电力系统扰动。实际上,系统的参数表2所示。 |
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| 下面的图9显示了结果的比较单一的故障场景的两种控制方法如PI控制器和FIS使用D-STATCOM。这里,x轴和y轴表示时间和电压(p.u),分别和红色和黑色colourindicatesπ和FIS的结果,分别。 |
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| 从上面图中,可以看出,尽管这两种方法能够证明显著比例的降低电压凹陷,然而,补偿电压凹陷的速度PI方法在FIS比较高。 |
| FIS恢复电压凹陷的百分比是98.20%,然而,π显示95.10%的电压凹陷补偿在同一实验条件。 |
| 的时间响应方法遵循了同样的途径。自从开始0.03秒单位电压急剧增加,单位1 o电压电压单位,然后保持不变从0.03到0.5秒。之后,生成的电压凹陷持续到0.8秒。在这一次的两种控制方法显示他们的表现减轻电压凹陷。恢复电压凹陷的问题,方法运行速度相同电压的电压凹陷前一样的问题。 |
| 下面的图10描述结果的比较两种故障情况的两种控制方法,namelythe PI控制器和FIS使用D-STATCOM。这里,x轴和y轴表示时间和电压(p.u),分别读和黑色显示PI和FIS的结果,分别 |
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| 从上面图中,很明显,回收率的电压凹陷上在FISπ方法相比,虽然这两种方法能够证明的比例显著降低电压凹陷,。FIS恢复电压凹陷的比例为96.15%,同时,π显示94.15%的电压凹陷补偿在同一实验条件。 |
| 的时间回应两个交叉的方法相同的途径。从一开始到0.03秒单位电压急剧增长,单位1 o电压电压单位,然后保持不变从0.03到0.5秒。之后,生成的电压凹陷,持续0.8秒。在这一次的两种控制方法演示了他们的表现,以减轻电压凹陷。补偿电压凹陷的问题,方法跟踪速度相同电压的电压跌落问题之前一样。 |
| 下面的图10显示了结果的比较三个故障场景的两种控制方法,即PI控制器和FIS使用D-STATCOM,没有D-STATCOM减轻电压凹陷的结果。这里,x轴和y轴表示时间和电压(p.u),分别和红色和黑色的颜色表明PI和FIS的结果,分别。 |
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| 从上面图中,很明显,金融中间人和PI控制器方法使用D-STATCOM补偿电压凹陷问题93.55%,π90%,另一方面,没有D-STATCOM仅获得24%。 |
| 的时间响应的所有方法几乎相同的速度。从一开始到0.03秒单位电压急剧上升,没有单位单位1伏特的电压,然后它并没有改变从0.03到0.5秒。之后,生成的电压凹陷,持续0.8秒。在这个时间内所有的两种控制方法演示了他们的表现,以减轻电压凹陷。把电压凹陷中抽身的问题,所有的方法进行一个类似的电压率在电压跌落问题之前。 |
诉的结论 |
| 总之,它可以达到,单身,等所有阶段的两个和三个阶段情况结果,FIS方法结合D - STATCOM已被证实为一个更好的方法比PI控制器方法介导D-STATCOM,同时,三个阶段没有D-STATCOM而言,补偿电压凹陷的比例只是24%。结果,FIS控制方法结合D - STATCOM可以授予使用广泛的电压凹陷的缓解问题。此外,它是推断在未来这个提议分布系统设备将建立精通商业客户的电源设备。简而言之,可以阐明,电压凹陷是一个最有害的问题而言,电能质量问题。因此,一个有前途的设备(D-STATCOM)使用两种控制方法如模糊推理系统(FIS)和比例积分(PI)应用于补偿电压凹陷和故障检测。随后,结果表明FIS比π通过执行控制无功源注入迅速准确的电流量和恢复关于配电系统中的任何不协调和恢复电压骤降98.50%,96.15%,93.55%,单身,两个系统分别和三个阶段。此外,它是推断在未来这个提议分布系统设备将建立精通商业客户的电源设备。 |
引用 |
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