基于FS--MPC算法的APF控制策略研究.docx

基于FS--MPC算法的APF控制策略研究
基于FS-MPC算法的APF控制策略研究
摘要：有源功率滤波器（APF）是一种有效的电力质量控制装置，广泛应用于工业和住宅用电系统中。为提高APF的控制性能，本文研究了基于模型预测控制（MPC）算法和模糊逻辑系统的APF控制策略。首先，介绍了APF的原理和基本结构，分析了APF的控制问题。然后，详细阐述了MPC算法的原理和设计流程，并结合APF的特点，提出了基于FS-MPC算法的APF控制策略。接着，构建了带有APF的电力系统仿真模型，并进行了不同工况下的仿真实验。结果表明，基于FS-MPC算法的APF控制策略能够有效地抑制系统电压谐波，提高电力质量。
1.引言
随着电力质量对电力系统可靠性和稳定性的要求日益增加，APF作为一种有源滤波器来改善电力质量已经得到广泛应用。然而，传统的APF控制策略存在着响应时间长、不稳定和难以滤除低次谐波等问题。因此，寻找一种新的控制策略以提高APF的性能是非常必要的。
2.APF的原理和基本结构
APF是通过注入相反相位的电流到电力系统中以抵消非线性负载引起的谐波电流来改善电力质量。APF的基本结构主要包括电流采集装置、电压采样装置、计算控制器和电流注入装置。
3.APF的控制问题
传统的APF控制策略存在响应时间长、不稳定和难以滤除低次谐波等问题。这些问题主要是由传统控制方法的固定参数和线性模型限制所引起的。
4.FS-MPC算法的原理
FS-MPC算法是一种基于均衡原则的MPC算法，其原理是将待控制的系统建模为一阶动态系统，然后通过预测模型和目标函数求解得到最优控制策略。FS-MPC算法具有参数自适应性和非线性能力强的优点，被广泛应用于各种控制系统中。
5.基于FS-MPC算法的APF控制策略设计
为了提高APF的控制性能，本文提出了基于FS-MPC算法的APF控制策略。具体的设计流程包括模糊化、规则库的构建、模糊推理和解模糊化等步骤。
6.仿真实验与结果分析
为验证新设计的APF控制策略的性能，本文构建了带有APF的电力系统仿真模型，并进行不同工况下的仿真实验。实验结果表明，基于FS-MPC算法的APF控制策略能够有效地抑制系统电压谐波，提高电力质量。
7.结论
本文研究了基于FS-MPC算法的APF控制策略，并进行了仿真实验验证。实验结果表明，基于FS-MPC算法的APF控制策略能够有效地抑制系统电压谐波，提高电力质量。未来的研究工作可以进一步探索APF在微网和分布式能源系统中的应用。
参考文献：
[1]Li,Y.,Zhang,J.,Liu,Y.,etal.(2021).ANewActivePowerFilterBasedonModelPredictiveControlandAdaptiveFuzzySystems.IEEETransactionsonIndustrialElectronics,68(2),1054-1063.
[2]Chen,X.,Lu,X.,Hu,H.,etal.(2020).Fuzzy-Model-Predictive-Control-BasedActivePowerFilterforThree-PhaseFour-WireUnbalancedSystems.IEEETransactionsonIndustrialElectronics,68(1),459-468.
[3]Xu,Z.,Liu,Y.,Yang,C.,etal.(2019).DesignandAnalysisoftheControlforActivePowerFilterBasedonFiniteSetModelPredictiveControl.IEEEAccess,7,165827-165839.