基于模糊-PID控制的动态电压恢复器的建模与仿真

摘要

基于现代电力电子技术的“用户电力技术”，是目前用于提高配电网电能质量和供电可靠性方面的一项崭新的技术。动态电压恢复器(DVR)正是该技术的典型的代表装置，可以用来解决电压凹陷、凸起等动态电压质量问题，也可以补偿三相不平衡，电压谐波等稳态电压质量问题，是目前研究的一个热点。本文借助电力系统仿真软件PSCAD/EMTDC建立了DVR的仿真模型，并对检测算法和控制方法展开了研究，主要内容如下： 本文所研究的DVR主要用于低压380V配电网，针对低压电网的特点，确定了三相四线制DVR的主电路结构，并分析了采用该主电路结构的合理性，为进一步研究DVR的性能打下了基础。 目前在电压凹陷的检测方法中，基于瞬时无功功率理论的单相电压d-q变换检测方法具有良好的检测精度和速度，但需要考虑由单相电压虚构三相电压的问题。本文讨论两种三相电压构建方法，并通过仿真比较，确定采用无延时的单相电压d-q变换检测算法具有更快的检测速度。 本文将模糊控制和常规PID控制两种设计思想结合起来，提出了一种基于模糊规则的PID控制器的设计方法，通过建立模糊规则和进行模糊推理来确定PID控制器的参数，然后由PID控制律作用于DVR逆变器来控制补偿电压的输出。仿真结果表明本文所采用的控制方法比常规PID控制具有更加优良的动态响应性能。 电力系统仿真软件EMTDC/PSCAD是目前电力系统分析特别是电力电子暂态分析方面应用最广泛的工具。基于该软件平台，本文搭建了DVR的电路模型，并利用自建模的功能创建了电压凹陷检测模块、模糊PID控制器模块，仿真验证了电压凹陷的检测算法和补偿控制算法具有良好的快速性和准确性。本文最后完成了DVR补偿电压凹陷、三相不平衡、谐波等问题的仿真试验。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

第二章DVR的主电路结构和工作原理

第三章电压凹陷检测算法的建模与仿真

第四章电压凹陷补偿控制方法的研究

第五章DVR系统仿真试验

第六章结论与展望

参考文献

致谢

作者简历