Skip to main content
SUPERVISOR
Hamid Reza Karshenas,Mehdi Moallem
حمیدرضا کارشناس (استاد راهنما) مهدی معلم (استاد مشاور)
 
STUDENT
Mehrdad Chapariha
مهرداد چپری ها

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1385

TITLE

Application of Finite States Predictive Control Technique in Hybrid Active Filters
In this thesis, after a survey on harmonic problems and different harmonic mitigation techniques, Hybrid Active Power Filters (HAPFs) are studied. HAPFs are a newer kind of filters used to control harmonics in power systems. These filters are made by combining passive and active filters to prevent resonance of passive filter while obtaining better filtering quality with a small rated inverter. An introduction to passive and active filters is given and some methods used to combine these filters are discussed. There are two commonly-used types of HAPFs: the first is an active part in series with power source in addition to a parallel passive filter, the second one, or parallel HAPF, is a series combination of an active and a passive part installed in parallel to the load. Different control approaches for these common types are presented. With mathematical equations using circuit theory in addition to time-based simulations, these common HAPFs are compared together. Reasons for more trends in using the parallel HAPF are discussed. The parallel HAPF is chosen for more studies especially in control methods. Since in most cases parallel filters are used to inject (or sink) current harmonics, a current control technique which is based on current prediction by using the load model is studied. There is a chapter on this approach which is named Finite States Predictive Current Control. This current control technique has been used in different power electronics and electric drives applications and has shown very good performance. The method is discussed for current control of single- and three-phase loads. A laboratory model is used to verify the method in practice by using a TMS320F28016 Digital Signal Processor (DSP) unit. Some methods are proposed to simplify calculations for the DSP unit. In addition, a technique to estimate the unknown model in practice is proposed and implemented. The method can estimate the model by applying test signals (inverter output voltage) and reading the output (load current). Signal filtering is an indispensable part of active filtering. There are two common filters used to extract a single frequency from a signal. Single frequency filtering by using the Synchronous Rotating Frame (SRF) and the Instantaneous p-q Theory are the most commonly used methods that are discussed and compared together, also their similarities are shown in block diagrams. rated inverter is enough for current control. The simulation results Keywords: Hybrid Power Filter, Finite States Predictive Control, Digital Signal Processor (DSP), Unified Control, Instantaneous p-q Theory, Filtering by Using Synchronous Reference Frames
در این پایان‌نامه، پس از مطالعه‌ی اجمالی مشکلات هارمونیک‌ها و روش‌های مختلف رفع آن‌ها ، به بررسی فیلترهای هیبرید پرداخته می‌شود. فیلترگذاری، روش متداول کنترل و تضعیف هارمونیک‌ها می‌باشد. فیلترهای هیبرید نوع جدیدی از فیلترهای هارمونیکی هستند که از ترکیب فیلترهای پسیو و فیلترهای اکتیو ساخته شده‌اند. پس از معرفی انواع فیلترها و برخی روش‌های ترکیب آن‌ها، به جزئیات دو نوع متداول فیلترهای هیبرید می‌پردازیم و روش‌های کنترل ارائه شده برای هر کدام را معرفی می‌کنیم. سپس با روابط تئوریک و نیز به کمک مثالی از طریق شبیه‌سازی‌های زمانی مقایسه‌ای را بین این دو نوع مطرح می‌نماییم. علت رویکرد بیشتر به نوع موازی را نشان داده و بحث را با این نوع ادامه می‌دهیم. در مورد مسائل طراحی قسمت پسیو هم بررسی‌ای انجام می‌شود. از آن‌جا که هدف بیشتر فیلترهای موازی کنترل جریان است، کنترل جریان این نوع فیلتر مورد توجه قرار می‌گیرد. برای کنترل جریان، کنترل پیش‌بین با حالات محدود که کیفیت بسیار خوبی در کاربردهای مختلف الکترونیک قدرت و درایو از خود نشان داده است مورد توجه قرار می‌گیرد. سپس به معرفی روش کنترل پیش‌بین جریان با حالات محدود می‌پردازیم و نتایج عملی نمونه‌ی آزمایشگاهی ساخته شده با استفاده از پردازنده‌ی سیگنال دیجیتال (DSP) TMS320F28016 نمایش داده می‌شود. همچنین روش‌هایی برای رفع برخی عیوب این روش کنترل ارائه و در عمل پیاده‌سازی می‌شود. از آن‌جا که فیلترها قسمت مهمی از فیلترهای اکتیو را تشکیل می‌دهند، دو نوع متداول آن‌ها برای حذف تک فرکانس از محتوای سیگنال زمانی معرفی می‌گردد. سپس روش‌های کنترل جدیدی برای یکی از فیلتر هیبرید پرکاربردتر ارائه می‌گردد. یکی از این کنترل‌کننده‌ها، به صورت مستقیم سعی در کنترل جریان فیلتر می‌کند. در این روش به طور ساده با حذف مولفه‌ی اصلی از حلقه‌ی کنترل جریان، کنترل هارمونیک‌های جریان مستقل از مولفه‌ی اصلی صورت می‌گیرد به گونه‌ای که با توان کوچک قسمت اکتیو کنترل جریان‌های هارمونیکی به خوبی صورت گیرد. با اضافه کردن مولفه ی اصلی جریان فیلتر به حلقه‌ی کنترل جریان، روش کنترل جریان ارائه شده گسترش داده شده تا کیفیت بهتری با استفاده از کنترل‌کننده‌ی جریان پیش‌بین با حالات محدود به دست آید. با این کار امکان مقایسه با روش کنترل جریان موجود فراهم شده و سادگی روش ارائه شده نسبت به آن مشخص می‌گردد. استفاده از کنترل‌کننده‌ی دیجیتال ارائه شده، یکپارچه کردن کنترل‌کننده را مورد توجه قرار می‌دهد. برای این کار از تخمین جریان فیلتر و تئوری p-q لحظه‌ای استفاده می‌شود. با این کار مستقیما با توجه به مقادیر لحظه‌ای ولتاژ‌ها و جریان‌ها تصمیم کنترلی اتخاذ می‌شود. به علت یکپارچه شدن کنترل‌کننده در بسیاری از موارد کنترل بهتری نسبت به همه‌ی روش‌های دیگر به دست آمده است. پیش از نتیجه‌گیری و پیشنهادات، نتایج عملی پیاده‌سازی روش کنترل جریان پیش‌بین با حالات محدود و روش کنترل یکپارچه‌ی پیش‌بین با حالات محدود با استفاده از پردازنده‌ی سیگنال دیجیتال TMS320F2812 ارائه شده و نزدیک بودن نتایج عملی با نتایج شبیه‌سازی نشان داده می‌شود. در بخش‌های عملی، توضیحات لازم برای کلمات کلیدی: 1- فیلتر هیبرید قدرت 2-کنترل پیش‌بین با حالات محدود 3-پردازنده‌ی سیگنال دیجیتال (DSP) 4-کنترل یکپارچه 5-تئوری p-q لحظه‌ای 6-فیلتر کردن با دستگاه‌های گردان

ارتقاء امنیت وب با وف بومی