基于改进准PR和ELM优化的MMC-APF控制策略研究

作     者：孟亨 

作者单位：辽宁工程技术大学 

学位级别：硕士

导师姓名：杨桢

授予年度：2019年

学科分类：080801[工学-电机与电器] 080802[工学-电力系统及其自动化] 0808[工学-电气工程] 080902[工学-电路与系统] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 08[工学] 

主      题：MMC结构的APF 前馈补偿 准PR控制 ELM PI重复控制 SOGI和直流积分器 

摘      要：现在大量电力电子器件应用在微电网中,这些整流逆变装置和非线性负载被使用在电网中就造成谐波污染,使电网的电能质量受到影响。与此同时,随着工业的发展,电力系统对电压和功率有了更高的要求,为了满足大功率、高电压的要求本文采用模块化多电平(MMC)结构的APF进行谐波抑制,来提高系统的电能质量。本文详细介绍了模块化多电平结构的APF基本原理及拓扑结构,为提高MMC结构的APF对谐波的检测和补偿能力,提出采用改进动量因子的自适应算法来优化ip-iq检测方法,提高谐波检测的跟踪速度和检测精度。该方法可以准确地检测出谐波电流,极大程度上提高检测准确度。由于MMC结构中每个子模块都有电容,电容初始储能不一样就导致每个模块的电容电压不同,于是就会在桥臂内产生环流。为了抑制MMC模块中的环流,对MMC的环流进行分析得到环流主要是由直流分量和二倍频分量组成。对环流中二倍频分量进行抑制首先采用二阶广义积分器(SOGI)和直流积分器对二倍频环流进行提取,然后采用准PR控制器进行控制。为了消除子模块电容电压的扰动,提出采用前馈补偿的方式来对扰动进行补偿从而抑制MMC中的环流。采用这种方式能较好地抑制二倍频分量,容易实现。对于电流内环控制方面针对传统PI控制系统运行状态下不能在线实时整定PI控制参数,导致控制精度不高和稳定性不够等问题,提出了基于极限学习机(ELM)的PI重复控制策略,通过ELM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。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MMC结构的APF实验平台对本文所采用的方法进行验证,实验结果表明:改进的谐波检测方法与控制策略可以更好地实现MMC结构的APF对微电网电能质量的调节功能。该论文有图56幅,表7个,参考文献60篇。