智慧型串聯主動電力濾波器控制策略

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姓名

陳廷泓(Ting-Hung Chen) 查詢紙本館藏

畢業系所

電機工程學系

論文名稱

智慧型串聯主動電力濾波器控制策略
(Intelligent Control Strategy of Series Active Power Filter)

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摘要(中)

串聯主動電力濾波器又稱動態電壓補償器(Dynamic Voltage Restorer, DVR)，本文硬體採用三相四線轉換器的架構，其主要功能是用於解決電力線上發生驟降(升)以及其他電壓汙染的情形。為了讓串聯主動電力濾波器可以穩定的輸出補償電壓，本文設計一具有模糊推理及線上學習能力的模糊類神經網路(Fuzzy Neural Network, FNN)，可以更好的穩定串聯主動電力濾波器在直流端的電壓，改善傳統比例積分(Proportional-Integral, PI)控制器的響應速度以及控制精度，結合所提出的雙二階廣義積分器，讓負載端可以維持良好的電力品質。
本文透過Matlab Simulink模擬，比較傳統控制法以及所提出智慧型控制法的差異，並利用Opal-RT硬體迴圈測試(Hardware-in-the-loop, HIL)平台來驗證可行性。最後證實許多電力品質問題得到改善，並將負載電壓維持在標準水平。

摘要(英)

Series active power filter is also called dynamic voltage restorer (DVR). The main hardware is constructed in the three-phase four-wire inverter. Its main function is to solve the sag (swell) and other power quality problem. In order to make the output of the Series active power filter output stable compensation voltage, this paper designs a fuzzy neural network (FNN) which has fuzzy inference and online training capability, can better stabilize the voltage at the DC link of the series active power filter, improve the response speed and the control accuracy of the traditional proportional-integral (PI) control method, then combined with the proposed Dual Second Order Generalized Integrator, that makes the load side can maintain good power quality.
This paper uses Matlab Simulink simulation to compare the differences between the traditional control method and the proposed intelligent control method, and implement on the Opal-RT Hardware-in-the-loop (HIL) platform to verify the feasibility. Finally proved that many voltage quality problems have been improved to maintain the load voltage at a standard level.

關鍵字(中)

★ 電力品質
★ 串聯主動濾波器
★ 動態電壓補償
★ 電壓驟降
★ 模糊類神經網路

關鍵字(英)

★ Power Quality
★ Series Active Filter
★ Dynamic Voltage Restorer (DVR)
★ Voltage Sags
★ Fuzzy-Neural Network

論文目次

論文摘要 I
Abstract II
致謝 III
目錄 IV
圖目錄 VII
表目錄 XII
第一章緒論 1
1-1 研究背景與動機 1
1-2 文獻探討 1
1-3 論文大綱 4
第二章電力品質問題定義與現行規範 5
2-1 電壓驟降與驟升 5
2-2 三相不平衡 7
2-3 電壓閃爍 9
2-4 電壓諧波 11
第三章串聯式主動電力濾波器控制法與模糊類神經網路架構 14
3-1系統簡介 14
3-2系統硬體架構 14
3-3串聯式主動電力濾波器工作原理與控制策略 16
3-3-1 工作原理 16
3-3-2 線性控制 16
3-4 補償策略 19
3-4-1 驟降前補償(Pre-sag Compensation) 19
3-4-2同相位補償(In-phase Compensation) 20
3-4-3最佳化能量補償(Minimum Energy Injection) 21
3-5電源端驟降(升)偵測 22
3-5-1 電源端相位偵測 22
3-5-2 均方根值法(RMS) 24
3-5-3 Space Vector法 24
3-6 本文所提方法介紹 25
3-6-1 模糊類神經網路 25
3-6-2 直流鏈電壓控制 33
3-6-3 電網電壓正相序擷取與相位分析 33
第四章模擬及實驗結果 38
4-1模擬環境建置 38
4-2 直流鏈電壓控制效果比較 39
4-2-1 Case1 三相平衡驟降 40
4-2-2 Case2 電源端諧波 42
4-3 控制方法與補償策略比較 44
4-3-1 Case1 三相平衡驟降與驟升 45
4-3-2 Case2 單相驟降與驟升 48
4-3-3 Case3 A相相位跳動 51
4-3-4 Case4 電源端電壓諧波 54
4-3-5 Case5 電源端電壓閃爍 57
4-4 硬體迴圈架構 60
4-4-1 硬體迴圈測試環境: 61
4-4-2 硬體迴圈實驗結果 67
第五章結論與未來研究方向 76
5-1 結論 76
5-2 未來研究方向 76
參考文獻 78

參考文獻

[1] A. Mahmoud, Y. Amr, and Tarek , “Dynamic voltage restorer (DVR) for voltage sag mitigation,” International Journal on Electrical Engineering and Informatics ‐ vol. 3, no. 1, 2011.
[2] P. Rodríguez, R. Teodorescu, I. Candela, A. V. Timbus, M. Liserre and F. Blaabjerg, “New positive-sequence voltage detector for grid synchronization of power converters under faulty grid conditions,” IEEE Power Electronics Specialists Conference, Jeju, pp. 1-7, 2006.
[3] IEEE Recommended Practice for Monitoring Electric Power Quality,
IEEE Std. 1159-2009.
[4] 電力品質不良因素與管制標準研究，旋宇工程顧問有限公司及中華技術學院電機工程系產學合作報告書。
[5] IEEE Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems , IEEE Std. 519-2014.
[6] D. Francis and T. Thomas, “Mitigation of voltage sag and swell using dynamic voltage restorer,” Annual International Conference on Emerging Research Areas: Magnetics, Machines and Drives (AICERA/iCMMD), Kottayam, pp. 1-6, 2014.
[7] J. G. Nielsen and F. Blaabjerg, “A detailed comparison of system topologies for dynamic voltage restorers,” IEEE Trans. Industry Applications, vol. 41, no. 5, pp. 1272-1280, Sept.-Oct. 2005.
[8] V. Ansal, K. Ravikumar and P. Parthiban, “Transformerless dynamic voltage restorer for voltage sag mitigation,” Biennial International Conference Power and Energy Systems: Towards Sustainable Energy (PESTSE), Bangalore, pp. 1-4, 2016.
[9] 李家璽，應用於微電網系統之抗干擾串聯式主動電力濾波器設計，國立中央大學電機工程學系碩士論文，中華民國108年6月。
[10] S. R. Reddy, P. V. Prasad and G. N. Srinivas, “Performance comparison of DVR by various compensation methods,” IEEE Power India International Conference (PIICON), Delhi, pp. 1-6, 2014.
[11] A. K. Sadigh and K. M. Smedley, “Review of voltage compensation methods in dynamic voltage restorer (DVR),” IEEE Power and Energy Society General Meeting, San Diego, CA, pp. 1-8,2012.
[12]王文俊，認識Fuzzy(第三版)，全華圖書股份有限公司，中華民國105年4月。
[13] Faa-Jeng Lin, Rong-Jong Wai and Hong-Pong Chen, “A PM synchronous servo motor drive with an on-line trained fuzzy neural network controller,” IEEE Trans. Energy Conversion, vol. 13, no. 4, pp. 319-325, Dec. 1998.
[14] 蘇木春、張孝德，機器學習:類神經網路、模糊系統以及基因演算法則，全華圖書股份有限公司，中華民國102年2月。
[15] 張斐章、張麗秋，類神經網路導論-原理與應用，滄海圖書資訊股份有限公司，中華民國104年2月。
[16] T. Paulraj,P. Rajkumar, “Voltage unbalance mitigation using positive sequence series compensator,” IOSR Journal of Electrical and Electronics Engineering (IOSR JEEE), Vol. 9, Issue 3 Ver. I, pp. 98-103, May Jun. 2014.
[17] 羊宣銘，電網同步之鎖相迴路控制器的分析與設計，國立交通大學電控工程研究所碩士論文，中華民國102年7月。
[18] P. Rodriguez , A. Luna , M. Ciobotaru R. Teodorescu F. Blaabjerg, “Advanced grid synchronization system for power converters under unbalanced and distorted operating conditions,” Annual Conference IEEE Industrial Electronics , Paris, France, Nov. 2006.
[19] W. V. Lyon, “Application of the method of symmetrical components,”
New York: McGraw Hill, 1937.
[20] 吳孟倫，結合雙二階廣義積分法與鎖頻迴路為基礎之串聯式主動電力濾波器設計，國立中央大學電機工程學系碩士論文，中華民國106年6月。
[21] CYBERNET, OPAL-RT Basic Training.
[22] 劉邦威，應用即時模擬技術於交流微電網之建模與模擬，國立中正大學電機工程研究所碩士論文，中華民國101年7月。

指導教授

陳正一(Cheng-I Chen)

審核日期

2020-8-20

推文