20世紀(jì)90年代以來，電能質(zhì)量問題成為研究的重點(diǎn)，其中電壓暫降成為影響電力負(fù)荷安全運(yùn)行比較突出的問題。動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器（DynamicVoltageRestorer，DVR）是目前解決電壓暫降問題比較經(jīng)濟(jì)、有效的用戶電力裝置。

　　決定動(dòng)態(tài)電壓恢復(fù)器補(bǔ)償效果的關(guān)鍵問題之一是控制策略的實(shí)現(xiàn)。目前常用的控制方法包括前饋、反饋和復(fù)合型控制等線性控制方式，以及人工智能、模糊、無差拍、空間矢量等的非線性控制方式。

　　由于電壓暫降通常是由突發(fā)的短路電流引起，具有基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（51147010）；浙江工業(yè)大學(xué)信息處理與自動(dòng)化技術(shù)重中之重學(xué)科支持突發(fā)性和暫態(tài)性，因此，控制策略的研究仍然是熱點(diǎn)之一。

　　它針對(duì)單相電壓，將電壓與實(shí)際電壓的誤差和其誤差的微分值輸入到模糊控制器中替代傳統(tǒng)的控制方法。比較后驗(yàn)證了該方法的有效性。進(jìn)一步說明模糊控制能夠根據(jù)系統(tǒng)電壓的變化，自動(dòng)調(diào)整參數(shù)，從而大大降低獲取系統(tǒng)動(dòng)態(tài)和靜態(tài)特征量所付出的代價(jià)，具有較強(qiáng)的魯棒性，但在穩(wěn)態(tài)誤差、負(fù)載適應(yīng)性等問題上，不能滿足系統(tǒng)設(shè)計(jì)要求。

　　本文針對(duì)無串聯(lián)變壓器型dvr，提出了增量式模糊自整定PID控制策略，利用Z-N臨界比例度法對(duì)PID參數(shù)進(jìn)行整定，構(gòu)造二維模糊控制器對(duì)整定后的參數(shù)進(jìn)行調(diào)整并實(shí)現(xiàn)電壓補(bǔ)償。比較后，通過大量的仿真，它由儲(chǔ)能單元A、逆變單元B和濾波單元C三部分構(gòu)成。逆變單元是由三個(gè)單相H橋逆變器構(gòu)成。DVR進(jìn)行補(bǔ)償時(shí)的等效電路如所示。

　　由可得如下狀態(tài)方程其中：Cf是濾波單元的電容值；及和Zf分別是濾波單元的電阻值和電感值；Vm、Vs、V/和FdvR分別是逆變電壓、電源電壓、負(fù)載電壓和補(bǔ)償電壓；//和f分別是負(fù)載電流和電感電流。

　　由上述狀態(tài)方程可得其開環(huán)控制系統(tǒng)的方框圖如所示。

　　其中知為直流側(cè)電壓Fdc.由可得其主回路開環(huán)函數(shù)為：因?yàn)殡娮柚礡f較小可忽略，則其開環(huán)函數(shù)為：2模糊控制實(shí)現(xiàn)模糊控制在系統(tǒng)控制中不需要建立精確的數(shù)學(xué)模型，且比其他非線性控制具有更好的魯棒性能。

　　本文的模糊控制器以被控對(duì)象的目標(biāo)值與反饋值的誤差e和誤差變化率6作為輸入，用模糊推理的方法進(jìn)行在線調(diào)整PID的參數(shù)Xp、Xi、心，從而使被控對(duì)象具有良好的動(dòng)態(tài)性能和靜態(tài)性能。

　　2.1電壓檢測(cè)采用dq變換法對(duì)三相電壓進(jìn)行幅值檢測(cè)。將abc三相電壓變換到dq坐標(biāo)系的關(guān)系式為廠n可知，"d為三相電壓基頻分量的有效值。

　　2.2參數(shù)選擇模型，并按Z-N臨界比例度整定方法得到臨界周期為0.486s，如所示。

　　由表1中所示的Z-N經(jīng)驗(yàn)公式，可得：控制器表3AA1對(duì)應(yīng)的模糊控制規(guī)則表Table3Theruletableof 2.3模糊控制器參數(shù)模糊自整定PID控制器可分為兩類：位置式和增量式。本文分別構(gòu)建了增量式和位置式模糊控制器，并對(duì)其進(jìn)行了比較。文中以增量式參數(shù)模糊自整定PID控制策略為重點(diǎn)，其構(gòu)建的二維模糊控制器如。建立一個(gè)雙輸入單輸出的模糊控制器，選取電壓與負(fù)載電壓的偏差e和偏差變化率作為模糊控制器的兩個(gè)輸入，選取輸入e和的模糊集合論域分別為、，輸出的模糊集合論域?yàn)?，控制器的輸入、輸出語(yǔ)言變量都取PL，PM，PS，Z，NS，NM，NL七個(gè)模糊子集，其含義依次為正大、正中、正小、零、負(fù)小、負(fù)中、負(fù)大。隸屬函數(shù)分布如所示。

　　輸入隸屬函數(shù)模糊控制器結(jié)構(gòu)圖建立AKp、AKi、AKd對(duì)應(yīng)的模糊控制規(guī)則，見表2表4.表2AKp對(duì)應(yīng)的模糊控制規(guī)則表表4Ad對(duì)應(yīng)的模糊控制規(guī)則表Table4Theruletableof經(jīng)以上步驟本文建立的模糊控制器的輸入輸出關(guān)系如所示。

　　圖中所示曲線整體比較光滑，說明本文建立的模糊控制器的參數(shù)選擇適當(dāng)。

　　3系統(tǒng)仿真3.1仿真系統(tǒng)利用Matlab/Simulink中建立仿真系統(tǒng)，如所示。其中參數(shù)設(shè)置為：電源電壓為400V，頻率為50Hz，帶阻感性敏感負(fù)荷，電阻為35Q，電感仿真系統(tǒng)圖其中增量式參數(shù)模糊自整定PID控制系統(tǒng)模型如所示。

　　量式參數(shù)模糊自整定PID控制系統(tǒng)。2結(jié)果與比較電壓在0.05s時(shí)發(fā)生電壓暫降，持續(xù)時(shí)間為0.05s.在30%、40%、60%電壓暫降和帶三相不平衡負(fù)載四種情況下分別進(jìn)行系統(tǒng)仿真。文中以30%電壓暫降仿真波形為例，0為四種控制方法效果圖，其中（a）為PID控制、（b）為純模糊控制、（c）為位置式、（d）為增量式模糊自整定PID，比較后四種控制方法仿真結(jié)果比較見表4.仿真實(shí)驗(yàn)PID純模糊位置式增量式調(diào)節(jié)超調(diào)調(diào)節(jié)超調(diào)調(diào)節(jié)超調(diào)調(diào)節(jié)超調(diào)時(shí)間量時(shí)間量時(shí)間量時(shí)間量30%15ms12%16 ms12%和過補(bǔ)償由仿真結(jié)果可知，參數(shù)模糊自整定PID控制穩(wěn)定性和穩(wěn)態(tài)誤差方面都比較理想，增量式比位置式動(dòng)態(tài)性能更好，響應(yīng)速度更快，穩(wěn)態(tài)誤差也更小。

　　增量式模糊PID與PID控制在動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度和比較大超調(diào)量方面控制效果相當(dāng)，調(diào)節(jié)時(shí)間都比PID控制短，系統(tǒng)參數(shù)變化時(shí)，模糊PID比PID控制效果更好，具有更好的魯棒性。

　　表5四種控制方法仿真結(jié)果比較4結(jié)論（1）構(gòu)造了增量式模糊自整定PID控制的無串聯(lián)變壓器型DVR通過仿真驗(yàn)證本文方法的有效性。

　　模糊自整定PID控制方法進(jìn)行比較。結(jié)果表明本文所述方法能發(fā)揮PID和模糊控制兩者的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)DVR系統(tǒng)的適應(yīng)性強(qiáng)、調(diào)節(jié)時(shí)間短、超調(diào)小，特別是在系統(tǒng)參數(shù)發(fā)生改變時(shí)同樣可獲得令人滿意的控制效果，能很好地適應(yīng)系統(tǒng)參數(shù)的變化。