微电网SAPF中BP神经网络PI-重复控制策略的应用研究

摘要

随着微电网中众多电力电子设备的大量投入，使微电网电能质量受到严重的污染，因此治理电网中的谐波、损耗等污染势在必行。 本文详细介绍了SAPF的基本原理及其拓扑结构，为改善SAPF在微电网运行中对谐波起到抑制作用及补偿电能质量的能力，提出了一种新型微电网并联APF拓扑结构，并通过分析p-q和ip-iq检测方法，提出了一种新型ip-iq检测方法，其采用同步坐标系的解耦锁相环电路和正序基波提取器两环节代替传统锁相环获取正余弦信号，这样不仅解决了在三相电压不平衡的情况下，提取器产生正序基波信号不会出现相位差；又能改善在进行之后的坐标变换时抗干扰能力差、延迟滞后等问题。该方法可以准确的检测出谐波电流，大大地提高了检测准确度。通过对比分析其仿真结果，验证改进方法的正确性。 介绍了APF装置中直流母线电压侧的限流需求，当非线性负载突然增加、发生短路或开路故障时，将导致SAPF的过流故障和过调制故障。因此，采用一种改进的基于振幅和相位校正的限流控制方法，当调制电压值超过Udc/2（400V）时，调制电压被截断并保持在400V以内，达到对系统起到综合保护作用。 针对传统PI控制系统运行状态下不能在线实时整定PI控制参数，将导致控制精度不高及稳定性不够等问题，提出了一种适合于有源电力滤波器的BP神经网络递推积分PI-重复控制策略，通过采用BP神经网络不断在线学习实时整定PI控制参数，进而得到实时的有效值；利用递推积分函数可以同时使M个PI控制在一个周期内共同响应，代替各采样点在每个相应周期内进行逐点积分，因此大大提高了跟踪误差的快速性及准确度；并与重复控制进行并联，提高跟踪稳态误差能力保证系统运行的稳定性。相比于传统的PI控制，优化后的控制策略不仅提高了系统运行的响应速度以及补偿精度，还极大的改善系统的稳定性。 搭建了相应的实验平台进行验证，其实验结果表明：该改进型谐波检测方法与控制策略可以更好的实现APF并网调节微电网电能质量的功能。

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