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基于变结构的有源电力滤波器无传感器间接控制策略
基于变结构的有源电力滤波器无传感器间接控制策略
摘要：随着电力系统的发展和电力电子设备的广泛应用，电力滤波器作为一种重要的电力电子设备，被广泛用于减少谐波和电网污染。然而，传统的电力滤波器存在传感器的需求，增加了系统的复杂性和成本。为了解决这个问题，本文提出了一种基于变结构的有源电力滤波器无传感器间接控制策略，该策略通过动态调整滤波器参数来实现滤波效果。
关键词：变结构控制，有源电力滤波器，无传感器控制，滤波效果
引言：在现代电力系统中，电力滤波器的作用越来越重要。传统的电力滤波器通常采用固定参数的控制策略，无法适应电网运行状态的变化，因此，需要传感器来监测电网状态并作出相应的调整。然而，传感器的使用增加了系统的复杂性和成本。为了解决这个问题，本文提出了一种基于变结构的有源电力滤波器无传感器间接控制策略。
一、有源电力滤波器的基本原理
有源电力滤波器是一种电力电子设备，它通过控制电流来消除电力系统中的谐波和电网污染。有源电力滤波器通常由电源逆变器、电流传感器、滤波器和控制系统组成。电源逆变器将电网电压转换为可控的电流，电流传感器用于监测电流值，滤波器用于消除谐波，控制系统用来控制滤波器参数。
二、传统电力滤波器的问题
传统的有源电力滤波器采用固定参数的控制策略，无法适应电网运行状态的变化。此外，传统的电力滤波器需要传感器来监测电流值和电网状态，这增加了系统的复杂性和成本。
三、基于变结构的有源电力滤波器无传感器间接控制策略
1、变结构控制原理
变结构控制是一种基于系统的模型不确定性和外部环境变化的控制方法。它通过动态调整控制器的参数来适应系统的变化，从而使系统保持稳定。变结构控制包括两个关键部分：切换逻辑和控制器参数调整。
2、无传感器间接控制策略
无传感器间接控制是一种不需要传感器来监测系统状态的控制方法。在无传感器间接控制中，系统状态是通过测量系统的输入和输出来估计的。在本文提出的无传感器间接控制策略中，我们利用电压和电流的采样数据来估计电网状态，并基于估计值来进行滤波器参数的调整。
3、具体实现步骤
1）构建滤波器的模型：根据电力系统的谐波特性和电网污染情况，构建滤波器的数学模型，并确定滤波器的控制目标。
2）设计变结构控制器：根据滤波器的模型和控制目标，设计变结构控制器，并确定控制器的参数。
3）无传感器估计电网状态：使用电压和电流的采样数据来估计电网状态，包括电流的谐波分量和电网污染程度。
4）滤波器参数调整：基于估计的电网状态和控制器的参数，动态调整滤波器的参数，以实现滤波效果。
四、实验结果与分析
本文在Matlab/Simulink环境下进行了实验，模拟了电力系统中的谐波和电网污染情况。实验结果表明，基于变结构的有源电力滤波器无传感器间接控制策略能够有效地消除谐波和电网污染，提高系统的稳定性和功率质量。
结论：本文提出了一种基于变结构的有源电力滤波器无传感器间接控制策略，通过动态调整滤波器参数来实现滤波效果。该策略可以避免传统电力滤波器中传感器的使用，从而降低系统的复杂性和成本。实验结果表明，该策略能够有效地消除谐波和电网污染，提高系统的稳定性和功率质量，具有良好的应用前景。
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