Active Power Filter Controllers based on Artificial Intelligence

• Autorzy: Klempka, R. , Świątek, B.

Warianty tytułu

PL

Sterowanie energetycznym filtrem aktywnym oparte na sztucznej inteligencji

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

An ever-growing share of non-linear loads, mainly electronic and power electronic equipment, results in an increase of values non-active currents in the power supply network. A reactive component of fundamental frequency and high-order harmonics can be distinguished in these loads current. Estimation of their values and their subsequent elimination is the objective of an active power filter (APF). Various filter control algorithms of different extent of complexity and immunity to disturbances have been proposed in a great number of papers. This paper presents conception of two different algorithms of a single phase APF filter control. The first control algorithm in which the estimation of a non-active current component waveform and VSI converter transistors control are performed by means of neural networks (ANN). The second control algorithm employs genetic algorithm. It ensures high quality of performance as measured by distortion level of the source current, using no greater number of switching operations in a converter, within one line voltage cycle, than a given limit value. Due to the above the switching losses can be reduced and the system efficiency increased.

PL

Rosnący udział odbiorników nieliniowych, głównie sprzętu elektronicznego i energoelektronicznego, prowadzi w konsekwencji do wzrostu wartości prądów nieaktywnych w sieci zasilającej. W prądzie tych odbiorników można wyróżnić składową bierną o częstotliwości podstawowej oraz wyższe harmoniczne. Estymacja ich wartości oraz następnie ich eliminacja jest celem działania filtrów aktywnych (APF). W licznych artykułach zaproponowano różne algorytmy sterowania filtrów, charakteryzujące się różnym stopniem złożoności i różnym stopniem odporności na zakłócenia. W niniejszym artykule przedstawiono koncepcję dwóch algorytmów sterowania jednofazowego APF W pierwszym algorytmie zarówno estymacja przebiegu czasowego nieaktywnej składowej prądu, jak również sterowanie tranzystorami przekształtnika VSI realizowane jest za pomocą sieci neuronowych (ANN). Drugi algorytm sterowania wykorzystuje Algorytm Genetyczny. Gwarantuje on wysoką jakość działania mierzoną stopniem odkształcenia prądu źródła zasilania, będzie realizowane za pomocą liczby przełączeń w przekształtniku w okresie napięcia nie większej niż zadana wartość graniczna. W związku z powyższym straty przełączania można zmniejszyć a wydajność systemu wzrasta.

Słowa kluczowe

PL

filtr aktywny; sieć neuronowa; algorytm genetyczny

EN

active power filter; neural netwok; genetic algorithm

• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2013
• Tom: R. 89, nr 9
• Strony: 185-189
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys., wykr.

Twórcy

autor

Klempka, R.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki,

autor

Świątek, B.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki,

Bibliografia

• [1]. Gonzales-Romera E., Romero-Cadaval E., Ruiz-Arranz S., Milanes-Montero M., Ogólna poprawa jakości energii w sieci dystrybucyjnej energetycznymi filtrami aktywnymi. Optymalizacja rozmieszczenia i strategii, Przegląd Elektrotechniczny 01a/2012, 51-55
• [2]. Sozański K., Układ sterowania energetycznym filtrem aktywnym z zastosowaniem zmodyfikowanego algorytmu opartego na teorii mocy chwilowej, Przegląd Elektrotechniczny 01/2011, 96-100
• [3]. Adrikowski T., Buła D., Pasko M. Symulacja filtru aktywnego ze sterowaniem predykcyjnym w środowisku MATLAB i OrCAd, Przegląd Elektrotechniczny 05/2011, 1-5
• [4]. Adrikowski T., Buła D., Pasko M., Współpraca energetycznego filtru aktywnego z filtrem hybrydowym w przypadku symetrii obciążenia, Przegląd Elektrotechniczny 05/2011, 25-28
• [5]. Płatek T., Stabilność systemu zasilania z równoległym filtrem aktywnym zapewniającym kompensację pojemnościowej mocy biernej, Przegląd Elektrotechniczny 12a/2011, 173-177
• [6]. Wojciechowski D., Układ sterowania równoległym filtrem aktywnym ze sprzęgającym obwodem LCL, Przegląd Elektrotechniczny 02a/2010, 65-70
• [7]. Marian Pasko , Dawid Buła, Hybrydowy energetyczny filtr aktywny w układzie z filtrem pasywnym dla jednej harmonicznej, Przegląd Elektrotechniczny 03/2010, 205-210
• [8]. Kosiorowski St., Świątek B.: Active Power Filter (APF) Using an Additional Reactor, 10th International Power Electronics and applications, EPE 2003, Toulouse.
• [9]. Świątek B., Hanzelka Z.: Neural Network-Based Controller for an Active Power Filter. 10th International Power Electronics and Motion Control Conference, 2002, Dubrovnik
• [10]. Światek B., Hanzelka Z. A Single-phase Active Power Filter with Neural Network-Based Controller. IASTED International Conf. Power and Energy Systems, July 3-6, 2001, Rhodes, Greece.
• [11]. Świątek B., Klempka R., Kosiorowski S., Minimization of the source current distortion in systems with single-phase active power filters and additional passive filter designed by genetic algorithms, 11th European Conference on Power Electronics and Applications, EPE2005, 11-14 September 2005, Dresden
• [12]. Klempka R., Hanzelka Z., Active filter control by genetic algorithms, 3rd International Workshop Compatibility in Power Electronics, CPE 2003, 28-30 May 2003, Gdańsk-Zielona Góra.