Active Power Filter Controllers based on Artificial Intelligence

摘要

An ever-growing share of non-linear loads, mainly electronic and power electronic equipment, results in an increase of values non-active currents in the power supply network. A reactive component of fundamental frequency and high-order harmonics can be distinguished in these loads current. Estimation of their values and their subsequent elimination is the objective of an active power filter (APF). Various filter control algorithms of different extent of complexity and immunity to disturbances have been proposed in a great number of papers. This paper presents conception of two different algorithms of a single phase APF filter control. The first control algorithm in which the estimation of a non-active current component waveform and VSI converter transistors control are performed by means of neural networks (ANN). The second control algorithm employs genetic algohthm. It ensures high quality of performance as measured by distortion level of the source current, using no greater number of switching operations in a converter, within one line voltage cycle, than a given limit value. Due to the above the switching losses can be reduced and the system efficiency increased.%Rosnący udział odbiorników nieliniowych, głównie sprzętu elektronicznego i energoelektronicznego, prowadzi w konsekwencji do wzrostu wartości prądów nieaktywnych w sieci zasilającej. W prądzie tych odbiorników można wyróżnić składową bierną o częstotliwości podstawowej oraz wyższe harmoniczne. Estymacja ich wartości oraz następnie ich eliminacja jest celem działania filtrów aktywnych (APF). W licznych artykułach zaproponowano różne algorytmy sterowania filtrów, charakteryzujące się różnym stopniem złożoności i różnym stopniem odporności na zakłócenia. W niniejszym artykule przedstawiono koncepcję dwóch algorytmów sterowania jednofazowego APF W pierwszym algorytmie zarówno estymacja przebiegu czasowego nieaktywnej składowej prądu, jak również sterowanie tranzystorami przekształtnika VSI realizowane jest za pomocą sieci neuronowych (ANN). Drugi algorytm sterowania wykorzystuje Algorytm Genetyczny. Gwarantuje on wysoką jakość działania mierzoną stopniem odkształcenia prądu źródła zasilania, będzie realizowane za pomocą liczby przełączeń w przekształtniku w okresie napięcia nie większej niż zadana wartość graniczna. W związku z powyższym straty przełączania można zmniejszyć a wydajność systemu wzrasta.