谐波抑制基于柴油发电机孤立发电系统使用DSTATCOM,比较不同的控制器

k .列宁Ram¹和r博士Kumudini井斜²

PG学生(PSE), EEE的部门,工程学院,安娜大学,Chennai-25、印度
副教授,PSE, EEE的部门,工程学院,安娜大学,Chennai-25、印度

文摘

介绍了谐波抑制基于柴油发电机孤立发电系统使用配电静止同步补偿器(DSTATCOM)。这两个DSTATCOM控制方案进行了比较。PI控制器和模糊逻辑控制器。PI控制器是一个滞后电流控制技术用于维持一个恒定电压的直流母线电压源换流器(VSC) DSTATCOM。VSC的转换是通过控制源电流跟踪参考电流使用hysteresis-based PWM控制。两个DSTATCOM控制的操作方案,减少谐波内容的源端DG组相比,使用MATLAB / SIMULINK仿真模型。执行的建模是三相,threewire明星连接同步发电机与柴油机,连同三条腿VSC DSTATCOM。结果给出了验证的有效性DSTATCOM的控制减少谐波和DG的最优操作集。

关键字

DSTACOM、PI控制器、模糊逻辑控制器,谐波

介绍

安装柴油engine的发电单元(DG)是一种广泛使用的实践给偏远地区的一些关键设备的能力。DG组用于这些目的含有线性以及非线性负载。电力系统谐波的主要影响之一是增加当前的系统中。这是特别的三次谐波,导致零序电流急剧增加,因此增加了中性线的电流。电动马达的经验损失磁滞和涡流损失建立电机的铁芯。这些都是与当前的频率成正比。由于谐波是在更高的频率,产生更高的核心损失比工频电机。这将导致增加加热电机的核心,(如果过度)可以缩短电机的寿命。所有这些因素导致的增加燃料消耗和减少生活DG集。这些力量DG组与估值下调操作,结果增加了系统的成本。DSATCOM可以提供补偿谐波,便于加载DG设置其全部KVA评级。

DSTATCOM的控制与无功功率补偿和谐波的功能是通过PI控制器。这是用于提取负载电流的正序基频的分量。dcbus电压的电压源变换器(VSC)是由一个比例积分(PI)控制器计算当前组件DSTATCOM的损失进行补偿。其他的控制技术可以用来实现这一目标是使用模糊逻辑控制器。提出了系统模拟使用仿真软件MATLAB环境下。

系统配置

图1显示了系统的配置一套三相三线DG喂养3相全桥二极管整流器非线性负载。一个30兆瓦的系统选择与DSTATCOM演示系统的工作。基于IGBT的DSTATCOM由三相三条腿VSC系统。负载电流跟踪参考电流发生器,它会同hysteresis-based PWM电流控制器提供切换信号VSC-based DSTATCOM。它控制源电流跟随一组三相参考电流。表中给出了系统规范。

系统操作

典型的DSTATCOM的基本组件,如图2所示。必要的组件是电压源逆变器(VSI),参考电流发生器、滞环电流控制器和直流总线电压控制器。单个组件的各种功能解释如下。

)电压源逆变器(VSI)

VSI块由一个“通用桥”块组的配置反向二极管的IGBT全桥和直流母线电容器的值(Cdc)计算基于r.m。源电压值,峰值r.m。年代的无功和谐波负载电流、电压源和直流母线电压最大值和最小值。

b)参考电流发生器

同步参考系理论是用来获得补偿电流参考信号,因为它主要是与DC数量和计算是瞬时的。同步参考系理论模型的组件图图3所示。该控制策略使用“离散锁相环块生成正弦参考电流,“a - b - c d-q-0转换”街区公园的转换,和“a - b - c变换d-q-0”块逆公园的转变。两个二阶数字低通滤波器模块用于从负载电流中提取基波分量。“a - b - c dq变换块”三阶段a-b-c-reference框架电流转换为固定dq坐标系电流并应用于一块“离散二阶滤波器”。从低频率基本组件LPF相减时非过滤信号并将其添加到当前信号获得直流总线电压控制器获得补偿参考电流在dq参照系。通过应用这些电流“a - b - c变换块d-q-0”补偿参考电流得到了a - b - c参考系。

c)滞环电流控制器

磁滞带电流控制器模型用于生成晶体管逆变器的开关信号,图4中所示。当前控制技术实施的π型瞬时控制军队补偿电流跟随其估计的参考。实际补偿电流减去估计的参考。结果通过滞环控制器发送错误是确定适当的控制信号。在这种控制方案,信号偏差(H)是对如果*形成磁滞带的上限和下限。如果被测量并与*和由此产生的错误受到滞后控制器确定控制信号,当超过设定的上限或下限(估计参考信号+ H / 2)或(估计参考信号- H / 2)。只要错误是在磁滞带,没有转换作用。切换时发生错误的滞后乐队。VSI因此切换的方式补偿电流/电压信号的峰仅限于指定的乐队由h .使用滞环电流控制器的优点是其优良的动态性能和可控制性纹波电流的峰在指定滞后乐队。

d)直流总线电压控制器

直流总线电压维持在一个恒定值,否则源电流将发生变化,背离的正弦波形。各种类型的控制器如比例积分(PI),自适应神经模糊逻辑控制器(直流总线电压调节方法是可用的。这里的模糊逻辑控制器(方法和比例-积分(PI)已被选定,结果相比w.r。减少谐波水平。

我)模糊逻辑控制器(方法)

由于模糊控制规则并不是来自系统的启发式知识的行为,需要精确的数学模型和复杂计算和基于人类语言术语if - then规则的形式捕捉非线性系统动力学,采用方法来控制直流母线电容电压。仿真软件模型的方法是图5所示。

首先感觉到并与直流母线电压直流参考电压和误差信号产生。误差信号和它的导数应用于模糊逻辑控制器。误差信号应用于“记忆”块及其输出减去从误差信号来获取误差信号的导数。这两个输入和输出使用7个三角形隶属度函数即负大(NB),负介质(NM),负小(NS),零(泽),积极的小(PS),积极积极的媒介(PM),大(PB)。隶属函数的类型和数量(MFs)决定方法的计算效率。模糊集的形状如何影响一个模糊系统的近似函数,那么规则。三角形逼近非线性函数的最受欢迎的,因为三角形隶属函数的参数功能描述是最经济的。因此三角MFs选择在这工作。在这种努力,STATCOM的控制规则表二世因STATCOM的行为的理解和实验测试逆变器的性能。

(二)比例积分控制器

它是实现当前的控制方案。实际电流检测到电流传感器和减去获取电流误差基于滞环的PI控制器。因此,开/关开关信号的igbt DSTATCOM来自滞后控制器。

系统性能

仿真软件模型的DSTATCOM安排图7所示。

源电流波形模拟有无DSTATCOM Fig.8和Fig.9所示。

FFT分析和THD值等各种场景没有DSTATCOM, DSTATCOM采用π型控制器和DSTATCOM的使用方法是描述图10图12。

结果和解释

仿真结果的比较使用π型控制器和减少谐波方法见表3。观察,有效减少由于非线性负载谐波相对比π型控制器方法的控制器。模糊逻辑控制器更简单和更快的响应。动态性能的方法比PI控制器。

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