[实用新型]一种基于PID神经网络的有源滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及交流有源滤波器专业技术领域；特别是涉及基于PID神经网络的有源滤波器。

背景技术

 随着电力电子技术的广泛应用，如今各种负载大部分都是非线性负载，如，在化工、冶金、钢铁、煤矿和交通等部门大量使用各种蒸馏设备、变频器、电弧炉等，以及，照明电器、娱乐设施、UPS、电脑、电梯、空调、复印机等等，这些非线性负载都会产生大量的谐波电流并注入到电网中，使电网电压产生畸变，这种“谐波污染”会对电网和用户带来越来越多的影响和危害。这些非线性负载的增加速度远远超过电网建设的速度。电能质量问题逐步从纯无功问题过度到谐波和无功的混合问题。

19世纪50年代之前，谐波电流是由电气化铁路和工业的直流调速传动装置所用的，由交流变换为直流电的水银整流器所产生的。进入21世纪，产生谐波的设备类型及数量均已剧增，并将继续增长。所以，我们必须很慎重地考虑谐波和它的不良影响，以及如何将不良影响减少到最小。

传统的电容补偿设备及滤波设备，不再适合这些非线性负载的性质变化，使谐波治理的效果不佳，甚至成为谐波冲击的对象，变为系统的薄弱环节。行业内迫切需要解决现有的滤波器技术领域存在的这些技术问题。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是，提供一种基于PID神经网络的有源滤波器。

本实用新型所采用的技术方案是，一种基于PID神经网络的有源滤波器，包括，主电路单元、驱动电路单元、电源电路单元、CPU控制电路单元和谐波电流检测电路单元，所述的主电路单元并联连接在单相交流电输入端和输出端之间，所述的驱动电路单元与主电路单元电连接，在主电路单元的输出端与驱动电路单元之间依次串联连接有谐波电流检测电路单元和CPU控制电路单元，所述的电源电路单元为CPU控制电路单元提供电力。

所述的主电路单元由两只受控产生抵消电网变化的单向可控硅KP1和KP2极性相反的并联连接后，再并联连接在交流电的相线中，向电网中补偿与谐波和无功分量大小相等、方向相反的电流；驱动电路单元采用2只光电耦合器TLP3082完成在不同谐波电流状态下，使电阻R10和电阻R11的串联等效电阻值产生变化，并通过触发二极管触发双向可控硅KS导通，双向可控硅KS的移相触发电路由触发二极管、电容C4、电阻R10、电阻R11和电阻R9构成；电源电路单元，由变压器B1、二极管D5、二极管D6、电解电容C5、电解电容C6及三端稳压器7805构成，用来为CPU控制电路单元提供稳定的+5V工作电压；CPU控制电路单元，由CPU控制集成电路主芯片及外围电路构成；谐波电流检测电路单元，由电容C11、电感L11、电感L12、二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4、电流互感器LH及电阻R15、电阻R16和电容C3，电容C11、电感L11和电感L12构成高频谐波滤波器。

所述的CPU控制电路单元采用集成电路主芯片的型号是80C51系列集成电路；单向可控硅KP1和KP2采用高速度响应的IGBT模块。

所述的有源滤波器，可以应用到三相交流电的每一相上去，组成三相交流电基于PID神经网络的有源滤波器。

本实用新型的有益效果是，采用基于神经网络PID控制器，将神经网络和PID控制策略相结合,兼顾传统PID控制器结构简单、容易实现等优点,以及神经网络自学习、自适应的能力,不断优化PID控制器的控制参数,对有源电力滤波器非线性、时变及变参数等特点,最终能够获得一组最优的控制参数来满足当前的工况，仿真结果表明，神经网络PID控制器的响应速度更快、控制精度更高,同时使电网电流的谐波畸变率更小,获得了令人满意的技术效果。

附图说明

图1是本实用新型电路组成的方框图；

图2是本实用新型电源单元的电原理图；

图3是本实用新型电路组成的电原理图；

图4是本实用新型主芯片集成电路80C51的管脚图。

图中：

10、主电路单元            20、驱动电路单元

30、电源电路单元          40、CPU控制电路单元

50、谐波电流检测电路单元。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细说明：