PHÂN TÍCH ĐIỀU KHIỂN VÀ THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PI-MỜ CHO MẠCH LỌC TÍCH CỰC DẠNG HỖN HỢP CÔNG SUẤT LỚN NHẰM CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG

Bài báo phân tích mô hình toán của mạch lọc tích cực dạng hỗn hợp công suất lớn (High-capacity hybrid active power filter-HHAPF). Dựa trên các phân tích này, các phương pháp điều khiển cho HHAPF được đưa ra. Một bộ điều khiển PI-mờ được thiết kế để điều khiển bộ nghịch lưu nguồn áp (VSI) nhằm phát ra dòng hài bù như mong muốn. Các kết quả mô phỏng và thực nghiệm đã chứng tỏ được rằng phương pháp điều khiển PI-mờ cho các kết quả tốt hơn phương pháp điều khiển PI...
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
PHÂN TÍCH ĐIỀU KHIỂN VÀ THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PI-MỜ CHO MẠCH LỌC TÍCH CỰC DẠNG HỖN HỢP CÔNG SUẤT LỚN NHẰM CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG PHÂN TÍCH ĐIỀU KHIỂN VÀ THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN PI-MỜ CHO MẠCH LỌC TÍCH CỰC DẠNG HỖN HỢP CÔNG SUẤT LỚN NHẰM CẢI THIỆN CHẤT LƯỢNG ĐIỆN NĂNG Châu Minh Thuyên* – Châu Văn Bảo** TÓM TẮT Bài báo phân tích mô hình toán của mạch lọc tích cực dạng hỗn hợp công suất lớn (High-capacity hybrid active power filter-HHAPF). Dựa trên các phân tích này, các phương pháp điều khiển cho HHAPF được đưa ra. Một bộ điều khiển PI-mờ được thiết kế để điều khiển bộ nghịch lưu nguồn áp (VSI) nhằm phát ra dòng hài bù như mong muốn. Các kết quả mô phỏng và thực nghiệm đã chứng tỏ được rằng phương pháp điều khiển PI-mờ cho các kết quả tốt hơn phương pháp điều khiển PI truyền thống trong việc giảm hài và khả năng đáp ứng động. CONTROL ANALYSIS AND DESIGN OF PI-FUZZY CONTROLLER FOR HIGH-CAPACITY HYBRID ACTIVE POWER FILTER TO IMPROVE POWER QUALITY SUMMARY This paper aims to analyze mathematical model of High-capacity Hybrid Active Power Filter (HHAPF). Based on this analysis, control methods for HHAPF are proposed. A PI-fuzzy logic controller is designed to control voltage source inverter (VSI). The VSI in turn will generate desired compensation harmonic currents. Experimental and Simulation results shown that the PI-fuzzy logic control method gives results which are better than conventional PI control method in reducing harmonics and dynamic response capability. mạch lọc tích cực. Việc sử dụng mạch lọc thụ 1. ĐẶT VẤN ĐỀ động có ưu điểm là đơn giản, dễ thực hiện, giá Hiện nay, việc sử dụng ngày càng nhiều các thành thấp [1]-[3]. Tuy nhiên, nó cũng có nhiều thiết bị điện tử công suất như: các bộ chỉnh lưu khuyết điểm như là dễ xảy ra cộng hưởng, mất diode hoặc thyristor, các bộ truyền động điều ổn định. Từ đó khái niệm “active power filter khiển tốc độ,… là nguyên nhân làm giảm chất (APF) – mạch lọc tích cực” ra đời nhằm khắc lượng điện năng trong lưới. Để giải quyết vấn phục các nhược điểm của mạch lọc thụ động đề này, có nhiều phương pháp như: sử dụng các [4]-[5]. Tuy nhiên, APF cũng có khuyết điểm là mạch lọc thụ động LC truyền thống (passive giá thành cao và chỉ sử dụng cho hệ thống công power filter-PPF), dùng mạch lọc tích cực và suất thấp, khó ứng dụng cho các hệ thống điện áp dùng dạng hỗn hợp giữa mạch lọc thụ động và * Khoa Điện – Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM - NCS tại Hunam University - China ** Khoa Điện – Trường Đại học Công nghiệp TP.HCM 38 Tạp chí Đại học Công nghiệp cao. Một giải pháp khác đã được đưa ra để giải thống thì rất đơn giản, dễ thực hiện thực nghiệm quyết vấn đề hài là Hybrid Active Power Filter [11]. Tuy nhiên, khuyết điểm của điều khiển PI (HAPF) [6]-[9]. HAPF là một tổ hợp của các là các thông số Kp, Ki là cố định, nếu chọn một mạch lọc thụ động và mạch lọc tích cực, chính giá trị Kp quá lớn thì đáp ứng sẽ nhanh nhưng vì sự tổ hợp này mà nó kế thừa được ưu điểm rất dễ mất ổn định và nguợc lại. Hơn nữa, trong của cả mạch lọc thụ động và mạch lọc tích cực. lĩnh vực khử hài thì quá trình điều khiển là phi Dựa vào việc sử dụng APF như thế nào mà tuyến. Do đó, nếu chỉ sử dụng điều khiển PI HAPF cũng có rất nhiều dạng. Thông thường, truyền thống thì rất khó để đạt được kết quả tốt. có hai dạng là HAPF song song và HAPF nối Để giải quyết khuyết điểm này người ta thường tiếp. Bài báo này sử dụng một dạng HAPF song dùng điều khiển mờ, neural, hoặc dạng kết hợp song cải tiến gọi là High-capacity Hybrid Active PI với mờ, neural, … [12]-[16]. Power Filter (HHAPF). Mục đích của dạng này Một bộ điều khiển PI-mờ được đưa ra trong nhằm giảm được công suất của APF và do đó có bài báo này, nhiệm vụ của bộ điều khiển này là thể ứng dụng được với mạng lưới có điện áp cao, nhằm điều khiển bộ nghịch lưu nguồn áp phát ra công suất lớn. dòng bù mong muốn. Kết quả mô phỏng chứng Về các phương pháp điều khiển cho HAPF minh được rằng phương pháp điều khiển PI-mờ thường sử dụng các phương pháp như điều cho kết quả tốt hơn phương pháp điều khiển PI khiển hysteresis, so sánh, tiên đoán, trượt, PI, truyền thống. tích phân tổng quát, điều chế vectơ không 2. CẤU TRÚC VÀ NGUYÊN LÝ LÀM gian,… và phương pháp thường được sử dụng VIỆC CỦA HHAPF nhất là phương pháp điều khiển hysteresis và Cấu trúc của HHAPF được biểu diễn ở hình phương pháp điều khiển PI. Phương pháp điều 1 gồm các phần chính sau: nguồn, tải phi tuyến, khiển Hysteresis [10] có ưu điểm là đơn giản, các mạch lọc thụ động ...