استراتژی بهینه و انعطاف پذیر کنترل کننده برای فیلترینگ فعال و اصلاح ضریب توان
چکیده
این مقاله دیدگاه جدیدی را درباره مفهوم جبران بار تحت ولتاژهای تغییر کرده ارائه می کند. دستیابی به ضریب توان واحد (UPF) و همچنین جبران سازی عالی هارمونیک های جریان به دلیلی رقابتی که بین این دو عامل مهم به وجود می آید، امکان پذیر نیست. یک استراتژی بهینه و انعطاف پذیر کنترلی (OFC) برای جبران هارمونیک خطوط برق با استفاده از ارزیابی استراتژی های کنترل کننده موجود پیشنهاد داده می شود. این استراتژی پیشنهادی که ساختاری یکپارچه و به شدت انعطاف پذیر برای جبران سازی فراهم می کند، توانایی برنامه ریزی برای جبران کامل هارمونیک های جریان یا دستیابی به ضریب توان واحد یا دیگر اشیای جدید تعریف شده همانند حداکثر ضریب توان به شرط محدودیت های قابل تنظیم براساس سطح هارمونیک ها و عدم توازن از طریق یک الگوریتم بهینه سازی برخط را دارد. این استراتژی می تواند الزامات استانداردهای IEEE-519 را به طور کامل اجرا کند و در عین حال بهترین ضریب توان قابل دسترس و نرخ بهینه مورد نیاز برای جبران کننده را تضمین می کند. مفاهیم نظری و ویژگی های عملی استراتژی کنترل پیشنهادی از طریق مطالعات متعدد شبیه سازی با استفاده از برنامه های MATLAB/Simulink نشان داده شده است.
1 مقدمه
استفاده گسترده از سیستم های الکترونیک قدرت سبب افزایش هارمونیک ها در شبکه های توزیع برق در طی سه دهه اخیر شده است. فیلترهای فعال توان برای جبران سازی هارمونیک ها و اصلاح ضریب توان توسعه داده شده است [1,2]. شکل 1 دیاگرام بلوکی یک فیلتر فعال موازی را نشان می دهد. استراتژی جبران سازی در فیلترهای فعال نسبتاً مهم است و استراتژی های مختلفی برای بهبود عملکرد فیلترهای فعال پیشنهاد داده شده است [3-5, 7-12]. صرف نظر از ابزارهای جبران سازی، تصمیم گیری درباره این که کدام عناصر نامطلوب هستند، براساس استراتژی جبران سازی انجام می شود، به ویژه در جایی که ولتاژها غیر سینوسی هستند [6,13-15].
8. نتیجه گیری
در این مقاله مفهوم جدیدی برای جبران سازی بار معرفی شده است. نشان داده است که در شرایط ولتاژ اعوجاجی، یک فیلتر فعال همراه با عملکرد قابل برنامه ریزی مورد نیاز است. یک استراتژی جدید کنترل بهینه و انعطاف پذیر (OFC) برای جبران هارمونیک ها در شرایط ولتاژ غیر سینوسی پیشنهاد داده می شود که جبران سازی همزمان ضریب توان و هارمونیک های جریان امکان پذیر نیست. این الگوریتم کنترل با استفاده از مساله بهینه سازی غیرخطی فرموله شده است. این الگوریتم می تواند برای انواع مختلف تابع هزینه های منتخب و محدودیت های مطلوب برنامه ریزی شود که ممکن است براساس کیفیت توان و برخی الزامات پیاده سازی انتخاب شوند. روش OFC استراتژی مناسبی برای دستیابی به استانداردهای IEEE- 519 همراه با بهترین ضریب توان بدون تاثیر شدیدی بر جبران ساز است. این روش برای کاربردهای مختلفی که بهبود ضریب توان و لغو هارمونیک بار مورد نظر است، قابل تنظیم است. کاربرد بیشتر روش OFC و همچنین تحقق آن با استفاده از شبکه های عصبی در مقاله بعدی ارائه می شود.
Abstract
This paper gives a new insight into the concept of load compensation under distorted voltages. Achieving both unity power factor (UPF) and perfect compensation of current harmonics are not possible where competition will arise between these two important factors. Through evaluating the present control strategies, a generalized, optimal, and flexible control strategy (OFC) for harmonic compensation of utility lines is proposed. The proposed control strategy, which provides a unified and highly flexible compensation framework has the ability of programming for perfect current harmonics compensation, or (UPF) accomplishment, or other newly defined objectives such as maximizing the power-factor subject to some adjustable constraints on the level of current harmonics and unbalancing via an on-line optimization algorithm. The strategy can fulfill the IEEE-519 standards requirements, while guaranteeing the best achievable power factor and optimum required rating for the compensator. Theoretical concepts and practical features of the proposed control strategy have been shown through extensive simulation studies using MATLAB/SIMULINK programs.
I. INTRODUCTION
WIDESPREAD use of power electronic systems have increased harmonics in the utility power networks over the past three decades. Active power filters were developed for harmonic compensation and power factor correction [1], [2]. Fig. 1 shows the block diagram of a parallel active filter. In active filters, the compensation strategy is quite important and various strategies have been proposed to improve the performance of active filters [3]–[5], [7]–[12]. Regardless of compensating tools, decision about which components are undesirable is made based on the compensation strategy, especially where the voltages are nonsinusoidal [6], [13]–[15].
VIII. CONCLUSION
In this paper, a new concept for load compensation was introduced. It was shown that under distorted voltages conditions an active filter with programmable performance is required. A new optimal and flexible control strategy (OFC) for harmonic compensation in nonsinusoidal voltage conditions is proposed where simultaneous compensation of both power factor and current harmonics is not possible. The control algorithm was formulated using a nonlinear optimization problem. It can be programmed for different types of useful cost functions and desirable constraints, which might be selected based on the power quality and some implementation requirements. OFC is a suitable strategy for achieving the IEEE-519 standards with best power factor with no severe impact on the compensator. It can be adapted for various applications where both the power factor improvement and harmonic cancellation of the load is the goal. Further application of OFC and also realizing it using Neural Networks will be presented in a subsequent paper.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
1 مقدمه
2. استراتژی های مبتنی بر P-Q و UPF
A. استراتژی کلاسیک جبران سازی p-q
B. استراتژی جبران سازی UPF
3. استراتژی های جبران سازی غیر مستقیم
A. استراتژی جبران سازی غیر مستقیم p-q
B. استراتژی مطلوب جبران هارمونیک (PHC)
4. ارزیابی استراتژی های P-Q، UPF و PHC
A. ارزیابی استراتژی P-Q
B. ارزیابی استراتژی UPF
5. استراتژی بهینه و انعطاف پذیر کنترل (OFC)
A. ساختار جبران سازی الزامی و جدید
B. مطالعه ضریب توان
C. الگوریتم کنترل
6. مطالعه موردی و نتایج شبیه سازی
A. سیستم تحت مطالعه
B. الگوریتم کنترل و بانک های فیلتری
C. سیستم جبران ساز
D. جبران سازی بار غیرخطی A
1. استراتژی یک: محدودیت ها بر روی THD
E. جبران سازی بار خطی/ مقاومتی C
F. مطالعه ضریب توان/ kVA و مقایسه
7. ویژگی های پیاده سازی استراتژی PFC
8. نتیجه گیری
منابع
Abstract
I. INTRODUCTION
II. P-Q BASED AND UPF STRATEGIES
A. Classical p–q Compensation Strategy
B. UPF Compensation Strategy
III. INDIRECT COMPENSATION STRATEGIES
A. Indirect p–q Compensation Strategy
B. Perfect Harmonic Compensation (PHC) Strategy
IV. EVALUATING P-Q , UPF, AND PHC STRATEGIES
A. Evaluating p–q Strategy
B. Evaluating UPF Strategy
V. OPTIMAL AND FLEXIBLE CONTROL (OFC) STRATEGY
A. Essential and New Compensation Structure
B. Power Factor Study
VI. CASE STUDY AND SIMULATION RESULTS
A. System Under Study
B. Control Algorithm and Filter Banks
C. Compensator System
D. Compensating Non Linear Load A
E. Compensating the Linear/Resistive Load C
F. Power Factor/kVA Study and Comparison
VII. OFC IMPLEMENTATION FEATURES
VIII. CONCLUSION
REFERENCES
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه