NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO BỘ LỌC TÍCH CỰC LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT

i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP PHAN THANH HIỀN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO BỘ LỌC TÍCH CỰC LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT THÁI NGUYÊN – 2021 ii ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP PHAN THANH HIỀN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO BỘ LỌC TÍCH CỰC CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA MÃ SỐ: 9520216 LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS NGUYỄN DUY CƯƠNG GS.TSKH HORST PUTA THÁI NGUYÊN – 2021 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu cá nhân tơi hướng dẫn tập thể giáo viên hướng dẫn nhà khoa học Các tài liệu tham khảo trích dẫn đầy đủ Kết nghiên cứu trung thực chưa công bố cơng trình khác Thái Ngun, ngày 20 tháng 03 năm 2021 Tác giả PHAN THANH HIỀN LỜI CẢM ƠN Trong trình làm luận án nhận nhiều ủng hộ công tác tổ chức chuyên môn Khoa Điện, Trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghiệp Thái Nguyên, Đại học Thái Nguyên; Bộ môn Điều khiển tự động, Viện Điện - Đại học Bách khoa Hà nội Tôi xin trân trọng gửi lời cảm ơn tới hai sở đào tạo này, tạo điều kiện giúp đỡ tơi suốt q trình học tập, nghiên cứu hồn thành luận án Với lịng kính trọng biết ơn sâu sắc, xin chân thành cảm ơn tập thể hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Duy Cương, GS.TSKH Horst Puta, người Thầy dành nhiều thời gian hướng dẫn, tận tình bảo định hướng chun mơn cho tơi suốt q trình nghiên cứu để hồn thành luận án Tơi xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa Điện tử, Bộ môn Điện tử viễn thông trường Đại học kỹ thuật công nghiệp nơi công tác tạo điều kiện thuận lợi giúp đỡ tơi q trình thực nghiên cứu Tơi xin chân thành cảm ơn gia đình, đồng nghiệp, người bạn thân thiết giúp đỡ, động viên, khích lệ, chia sẻ khó khăn thời gian tơi học tập để hồn thành khóa học Thái Nguyên, ngày 20 tháng năm 2021 Tác giả luận án PHAN THANH HIỀN MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC BẢNG DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU 11 Tính cấp thiết đề tài 11 Mục tiêu nhiệm vụ đề tài .12 Đối tượng phạm vi nghiên cứu luận án 12 Phương pháp nghiên cứu .12 Những đóng góp mới, ý nghĩa khoa học thực tiễn luận án 13 Bố cục luận án 14 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 16 1.1 Sóng hài lưới điện giải pháp lọc sóng hài .16 1.1.1 Sóng hài lưới điện 16 1.1.2 Giải pháp lọc sóng hài 22 1.2 Bộ lọc cơng suất tích cực vấn đề thiết kế lọc cơng suất tích cực .22 1.2.1 Tổng quan lọc cơng suất tích cực 22 1.2.2 Các vấn đề thiết kế lọc tích cực 23 a Cấu trúc lọc tích cực .23 b Tính tốn xác định dịng bù sóng hài 25 c Tính tốn thơng số nghịch lưu .28 1.3 Các nghiên cứu nước, nước định hướng nghiên cứu đề tài 29 1.3.1 Các nghiên cứu nước 29 1.3.2 Các nghiên cứu nước 30 1.4 Định hướng nghiên cứu luận án 30 1.5 Kết luận chương 31 CHƯƠNG CƠ SỞ TỐN HỌC CỦA BỘ LỌC CƠNG SUẤT TÍCH CỰC32 2.1 Cấu trúc lọc cơng suất tích cực kiểu song song 32 2.2 Tìm dịng điện tham chiếu dựa theo lý thuyết công suất phản kháng tức thời (p,q) .34 2.2.1 Biến đổi Clarke (Clarke transformation) 35 2.2.2 Lý thuyết công suất tức thời 36 2.2.3 Ứng dụng công suất tức thời tính tốn dịng bù sóng hài 41 2.3 Kết luận chương 44 CHƯƠNG THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO BỘ LỌC CƠNG SUẤT TÍCH CỰC 45 3.1 Cấu trúc điều khiển lọc cơng suất tích cực 45 3.2 Bộ điều khiển dải trễ (Hysteresis current control -HCC) thiết kế dựa mơ hình tốn xây dựng theo lý thuyết công suất tức thời p-q 48 3.2.1 Bộ điều khiển dải trễ (HCC) thích nghi dựa vào chế chỉnh định mờ thiết kế dựa mô hình tốn xây dựng theo lý thuyết cơng suất tức thời p-q 51 3.3 Thiết ké lọc cơng suất tích cực sở điều khiển PI 57 3.3.1 Mạch vòng phụ 58 3.3.2 Mạch vịng tính tốn dịng điện đặt ia, ib, ic 58 3.3.3 Bộ điều khiển dịng điện bù cho lọc cơng suất tích cực 59 3.3.4 Sử dụng giải thuật di truyền (GA) tối ưu hóa tham số lọc cơng suất tích cực ba pha kiểu song song 61 3.4 Kết luận chương 64 CHƯƠNG KẾT QUẢ MÔ PHỎNG TRÊN MATLAB – SIMULINK 65 4.1 Sơ đồ tổng quan hệ thống lọc cơng suất tích cực ba pha theo lý thuyết công suất tức thời p-q xây dựng MATLAB/SIMULINK 65 4.1.1 Kết mơ sử dụng lọc tích cực với phương pháp điều khiển Hysteresis current controller 66 4.1.2 Kết mô sử dụng lọc tích cực với phương pháp điều khiển Hysteresis current controller chỉnh định tham số mờ 70 4.2 Sơ đồ tổng quan hệ thống lọc cơng suất tích cực ba pha theo lý thuyết cơng suất tức thời p-q xây dựng MATLAB – SIMULINK 73 4.3 Kết mô đề xuất sử dụng giải thuật di truyền (GA) tối ưu tham số lọc tích cực với cấu trúc điều khiển tỷ lệ - tích phân 73 4.3.1 Số liệu đầu vào .73 4.3.2 Kết 74 4.3.3 Nhận xét 76 4.4 Kết luận chương 76 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77 Kết luận: 77 Kiến nghị 77 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 BẢNG CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT Ký hiệu Tiếng Anh Tiếng Việt APF Active power filter Bộ lọc công suất tích cực GA Genetic Algorithm Giải thuật di truyền HCC Hysteresis current controller Bộ điều khiển dải trễ THD Total Harmonic Distortion Tổng méo sóng hài DFT Discrete Fourier Transform Biến đổi Fourier rời rạc FFT Fast Fourier Transform Biến đổi Fourier nhanh LPF Low Pass Filter Bộ lọc thông thấp VSI Voltage Source Inverter Nghịch lưu nguồn áp LQG Linear Quadratic Gausian Điều khiển Gauss tuyến tính - bậc hai LQR Linear Quadratic Regulator Bộ điều khiển tuyến tính bậc hai LTI Linear Time - Invariant MIMO Multiple Input Multiple Output Hệ thống tuyến tính bất biến theo thời gian Nhiều đầu vào nhiều đầu MPC Model Prediction Control Điều khiển mơ hình dự báo PD Proportional–Derivative Điều khiển tỉ lệ - vi phân PID Proportional–Integral–Derivative Điều khiển tỉ lệ - tích phân - vi phân Adaptive Network-based Fuzzy Mạng thích nghi suy luận Inference System mờ Pulse Width Modulation Điều chế độ rộng xung rad radian Đơn vị đo góc rpm revolutions per minute Vịng/phút second Giây SISO Single Input Single Output Một đầu vào đầu VDC Volts Direct Current Điện áp chiều ANFIS PWM s DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 3-1 Trạng thái đóng mở IGBT thơng qua q trình phóng nạp tụ C 50 Bảng 3-2 Luật mờ 57 Bảng 4-1 Các thông số hệ thống mô matlab 65 Bảng 4-2 So sánh kết lọc tích cực với điều khiển HCC HCC thích nghi 72 Bảng 4-3 Các thông số hệ thống mô matlab 73 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1-1: Sóng sóng hài 16 Hình 1-2: Sơ đồ chỉnh lưu cầu pha không điều khiển 18 Hình 1-3: Dịng điện lưới gây chỉnh lưu cầu pha không điều khiển 19 Hình 1-4: Phổ dịng điện chỉnh lưu cầu pha không điều khiển 19 Hình 1-5: Sơ đồ chỉnh lưu cầu pha có điều khiển 20 Hình 1-6: Dịng điện gây chỉnh lưu cầu pha với góc điều khiển alpha 30o 20 Hình 1-7: Phổ dịng điện chỉnh lưu cầu pha góc điều khiển alpha 30o 20 Hình 1-8: Dịng điện gây chỉnh lưu cầu pha với góc điều khiển alpha 90o 21 Hình 1-9: Phổ dịng điện chỉnh lưu cầu pha góc điều khiển alpha 90o 21 Hình 1-10: Nguyên lý hoạt động lọc tích cực 22 Hình 1-11: Sơ đồ khối tổng quát lọc tích cực 23 Hình 1-12: Phân loại lọc tích cực theo cấu trúc 23 Hình 1-13: Cấu trúc Shunt APF 24 Hình 1-14: Cấu trúc lọc Series APF 24 Hình 1-15: Cấu trúc lọc kết hợp lọc tích cực lọc thụ động 25 Hình 1-16: Thuật tốn xác định dịng bù hệ d-q 27 Hình 1-17: Mơ hình lọc tích cực theo ly thuyết p-q 28 Hình 1-18: Bộ nghịch lưu 28 Hình 2-1: Cấu trúc lọc cơng suất tích cực kiểu song song 32 Hình 2-2: Sơ đồ cấu trúc khâu dòng điện tham chiếu dựa lý thuyết p-q 35 Hình 2-3: Chuyển đội hệ tọa độ abc sang α – β 35 Hình 2-4: Cơng suất tức thời hệ pha 37 Hình 2-5: Các thành phần cơng suất lý thuyết p-q tọa độ a-b-c 41 Hình 2-6: Các thành phần bù cơng suất p , q , p0 p0 theo tọa độ a-b-c 42 Hình 2-7: Tổng quan ma trận chuyển đổi cho q trình tìm dịng điện tham chiếu theo lý thuyết p-q sử dụng biến đổi Clarke 43 76 4.3.3 Nhận xét - Bộ điều khiển PI điều khiển kinh điển NCS muốn khai thác để hiểu phân tích hoạt động lọc tích cực cách rõ ràng Mơ lọc tích cực Matlab/Simulink từ thiết kế điều khiển nâng cao ứng dụng vào lọc tích cực - Đề xuất sử dụng giải thuật di truyền (GA) để tối ưu tham số lọc tích cực Thực mơ tìm tham số tối ưu cho lọc tích cực sử dụng điều khiển PI - Kết mô cho thấy hệ thống không sử dụng lọc tích cực giá trị THD = 29,97% sau sử dụng lọc tích cực thiết kế sở điều khiển HCC thích nghi mờ THD = 1,54% điều khiển PI với tham số tối ưu giải thuật di truyền (GA) THD = 1,48% 4.4 Kết luận chương Bộ điều khiển HCC thích nghi chỉnh định mờ áp dụng cho lọc công suất cho kết nghiên cứu tín hiệu dịng điện lưới có tác động lọc tích cực có dạng hình sin với tần số có THD 1,54% Giá trị THD nhỏ giá trị chuẩn cho phép (5%) Điều khiển lọc tích cực sử dụng điều khiển PI, điều khiển kinh điển Kết mô phương pháp để tham khảo thiết kế điều khiển nâng cao ứng dụng vào lọc tích cực Luận án đề xuất sử dụng giải thuật di truyền (GA) để tối ưu tham số lọc tích cực điều khiển PI Kết mô cho thấy hệ thống không sử dụng lọc tích cực giá trị THD = 29,97% sau sử dụng lọc tích cực thiết kế sở điều khiển PI với tham số tối ưu giải thuật di truyền (GA) THD = 1,48% 77 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận: Khi thiết kế lọc tích cực vấn đề điều khiển đóng vai trị trung tâm, nhằm thực điều khiển mạch công suất (IGBT, MOSFET, ) phát dịng bù sóng hài theo tính tốn dịng bù sóng hài cần thiết Các điều khiển luận án này, xây dựng cho lọc cơng suất tích cực trước hết dựa nên tảng điều khiển kinh điển (PI) để phân tích chi tiết vấn đề thiết kế lọc cơng suất tích cực Từ đó, làm sở ứng dụng điều khiển đại như: logic mờ, nơron giải thuật gen (GA) tối ưu để chỉnh đinh tham số cho lọc tích cực điều khiển kinh điển, nhằm nâng cao hiệu làm việc cho lọc công suất tích cực giảm số THD[%] Bằng nỗ lực thân, tác giả cố gắng để đạt số đóng góp bước đầu sau: Đã xây dựng sở toán học vững để làm thiết kế điều khiển phù hợp cho lọc tích cực đề xuất phương pháp công suất tức thời p,q để tính giá trị dịng điện đặt i, i, ia, ib, ic, phục vụ cho thiết kế điều khiển Thiết kế điều khiển dải trễ (HCC) thích nghi dựa vào chế chỉnh định mờ sở mơ hình tốn xây dựng theo lý thuyết công suất tức thời p,q; Ứng dụng giải thuật di truyền (GA-Genetic Algorithm) tối ưu hóa tham số cho lọc tích cực điều khiển PI điều khiển dự báo; Nhờ có GA mà điều khiển PI đạt tiêu THD = 1,48% tần số chuyển mạch lớn gây tổn hao công suất Các mục tiêu nghiên cứu luận án đặt đáp ứng đầy đủ, có nhiều triển vọng để áp dụng vào thực tiễn Kiến nghị Nội dung luận án có số đóng góp điều khiển lọc tích cực, để cập số vấn đề hẹp điều khiển lọc tích cực cho tải lĩnh vực cơng nghiệp nói chung Nghiên cứu điều khiển lọc tích cực cịn tiếp tục thu hút quan tâm nhà khoa học chuyên ngành NCS với 78 vấn đề sau: Thiết kế lọc tích cực phù hợp cho tải phi tuyến không đối xứng gây nên THD [] lớn; Vừa lọc sóng hài vừa kết hợp bù cos cho lưới điện, 79 DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ Phan Thanh Hien, Dang Van Huyen, Nguyen Duy Cuong, “Harmonic Elimination based on Fuzzy Logic in combination with Hysteresis Control Algorithm”, IEEE International Conference on Systems Science and Engineering 2017; Dang Van Huyen, Phan Thanh Hien, Nguyen Duy Cuong, “Design of Dynamic-Static Var Compensation based on Microcontroller for Improving Power Factor”, IEEE International Conference on Systems Science and Engineering 2017; Phan Thanh Hien, Dang Van Huyen, Nguyen Duy An,Nguyen Duy Cuong, Optimizing Parameters of The Shunt Active Power Filter Using Genetic Algorithm, The 9th International Conference, KSE 2017, Hue, Vietnam, October 19-21, 2017; Phan Thanh Hiền, Đặng Văn Huyên, Nguyễn Thị Tuyết Hoa, Nguyễn Duy Cương "Design of shunt active power filter based on the classical PID controller for eleminating harmonics", , Tạp chí NCKH & Cơng nghệ qn sự, ISSN 1859 – 1043 - Số Đặc san 08 - 2018, 179-188 Phan Thanh Hiền, Nguyễn Hải Bình, Vũ Duy Hưng “Nghiên cứu ứng dụng giải thuật di truyền (GA) để tối ưu hóa tham số cho lọc cơng suất tích cực kiểu song song”, Tạp chí Khoa học Cơng nghệ - Đại học thái nguyên, ISSN 1859 – 2171, 2734 – 9098, số 08/2021 80 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] T quang Tuan and P X Minh, “Điều khiển dự báo thích nghi sở mơ hình mờ thuật giải di truyền cho hệ phi tuyến bất định,” vol 49, no 2, pp 37–44, 2011 [2] A M Fahmy, A K Abdelsalam, and A B Kotb, “4-Leg Shunt Active Power Filter With Hybrid Predictive Fuzzy-Logic Controller,” IEEE Int Symp Ind Electron., pp 2132–2137, 2014, doi: 10.1109/ISIE.2014.6864947 [3] S Rahmani, A Hamadi, K Al-Haddad, and L A Dessaint, “A combination of shunt hybrid power filter and thyristor-controlled reactor for power quality,” IEEE Trans Ind Electron., vol 61, no 5, pp 2152–2164, 2014, doi: 10.1109/TIE.2013.2272271 [4] J Mossoba and P W Lehn, “A controller architecture for high bandwidth active power filters,” IEEE Trans Power Electron., vol 18, no II, pp 317–325, 2003, doi: 10.1109/TPEL.2002.807101 [5] Y Tian and Q Jiang, “A dual-current-loop control method based on system current detection for LCL-filter-based Active Power Filters,” IECON Proc (Industrial Electron Conf., no 2012, pp 8498–8503, 2013, doi: 10.1109/IECON.2013.6700559 [6] Y Qu and G Chen, “A frequency adaptive strategy for composite current controller of Shunt Active Power Filters,” IEEE Int Symp Ind Electron., pp 324–329, 2014, doi: 10.1109/ISIE.2014.6864633 [7] G Adam, A G Stan, and G Livinţ, “A Matlab-Simulink approach to shunt active power filters,” Proc - 25th Eur Conf Model Simulation, ECMS 2011, vol 6, no Cd, pp 205–210, 2011 [8] A Sabo, N I Abdul Wahab, M A Mohd Radzi, and N F Mailah, “A modified artificial neural network (ANN) algorithm to control shunt active power filter (SAPF) for current harmonics reduction,” CEAT 2013 - 2013 IEEE Conf Clean Energy Technol., pp 348–352, 2013, doi: 10.1109/CEAT.2013.6775654 [9] S A Koya and M Alsumiri, “A modified fuzzy hysteresis controller for 81 shunt active power filter,” 3rd Renew Energies, Power Syst Green Incl Econ REPS GIE 2018, pp 1–5, 2018, doi: 10.1109/REPSGIE.2018.8488866 [10] S R Durdhavale and D D Ahire, “A Review of Harmonics Detection and Measurement in Power System,” Int J Comput Appl., vol 143, no 10, pp 975–8887, 2016 [11] H Yi et al., “A source-current-detected shunt active power filter control scheme based on vector resonant controller,” IEEE Trans Ind Appl., vol 50, no 3, pp 1953–1965, 2014, doi: 10.1109/TIA.2013.2289956 [12] J Afonso, C Couto, and J Martins, “Active Filters with Control Based on the p-q Theory,” IEEE Ind Electron Soc., vol 47, pp 5–10, 2000 [13] M Angulo, D A Ruiz-Caballero, J Lago, M L Heldwein, and S A Mussa, “Active power filter control strategy with implicit closed-loop current control and resonant controller,” IEEE Trans Ind Electron., vol 60, no 7, pp 2721–2730, 2013, doi: 10.1109/TIE.2012.2196898 [14] N Bianchi and M Dai Pre, “Active power filter control using neural network technologies,” IEE Proceedings-Electric Power Appl., vol 150, no 2, pp 139–145, 2003, doi: 10.1049/ip-epa [15] M Qasim and V Khadkikar, “ADALINE based control strategy for threephase three-wire UPQC system,” Proc Int Conf Harmon Qual Power, ICHQP, pp 586–590, 2014, doi: 10.1109/ICHQP.2014.6842793 [16] L Asiminoaei, F Blaabjerg, S Hansen, and P Thøgersen, “Adaptive compensation of reactive power with shunt active power filters,” IEEE Trans Ind Appl., vol 44, no 3, pp 867–877, 2008, doi: 10.1109/TIA.2008.921366 [17] J Fei and Z Wang, “Adaptive control of active power filter using RBF neural network,” 2013 IEEE Int Conf Mechatronics Autom IEEE ICMA 2013, pp 767–772, 2013, doi: 10.1109/ICMA.2013.6618013 [18] S Haykin, Adaptive Filter Theory [19] J Fei, S Hou, Y Xue, and M Hua, “Adaptive fuzzy backstepping control of 82 three-phase active power filter,” IEEE Int Conf Control Autom ICCA, pp 1001–1006, 2014, doi: 10.1109/ICCA.2014.6871057 [20] S Hou and J Fei, “Adaptive fuzzy sliding control with fuzzy sliding term for three-phase active power filter,” IEEE Int Conf Control Autom ICCA, no 2612012, pp 1318–1323, 2013, doi: 10.1109/ICCA.2013.6564895 [21] J Fei, Z Wang, X LU, and L DENG, “Adaptive RBF Neural Network Control Based on Sliding Mode Controller for Active Power Filter,” pp 3288–3293, 2013 [22] J Fei and Z Wang, “Adaptive RBF neural network control for three-phase active power filter,” Int J Adv Robot Syst., vol 10, 2013, doi: 10.5772/56535 [23] G Adam, A G Stan, and G Livint, “An adaptive hysteresis band current control for three phase shunt active power filter U sing Fuzzy logic,” EPE 2012 - Proc 2012 Int Conf Expo Electr Power Eng., vol 1, no Epe, pp 324–329, 2012, doi: 10.1109/ICEPE.2012.6463910 [24] M Kale and E Ozdemir, “An adaptive hysteresis band current controller for shunt active power filter,” Electr Power Syst Res., vol 73, no 2, pp 113– 119, 2005, doi: 10.1016/j.epsr.2004.06.006 [25] Q N Trinh and H H Lee, “An enhanced current control strategy for threephase shunt active power filters with repetitive controllers,” 2013 Int Conf Electr Mach Syst ICEMS 2013, vol 60, no 12, pp 1543–1548, 2013, doi: 10.1109/ICEMS.2013.6713278 [26] R K Gupta, S Jena, and B Chitti Babu, “Analysis of PR controller for eliminating double frequency oscillations in DC-link of 3-F shunt APF during source disturbances,” 2013 Students Conf Eng Syst SCES 2013, pp 5–10, 2013, doi: 10.1109/SCES.2013.6547576 [27] G L Luo, “APF DC voltage fuzzy control simulation study,” Proc - 2012 Int Conf Comput Meas Control Sens Network, C 2012, pp 163–166, 2012, doi: 10.1109/CMCSN.2012.42 [28] M Qasim and V Khadkikar, “Application of artificial neural networks for 83 shunt active power filter control,” IEEE Trans Ind Informatics, vol 10, no 3, pp 1765–1774, 2014, doi: 10.1109/TII.2014.2322580 [29] M J Nekooei, “Application of Hybrid Fuzzy Logic Controller for Controlling AFR Engine Application of Hybrid Fuzzy Logic Controller for Controlling AFR Engine,” vol 5, no October, pp 11–20, 2017 [30] M Qasim, P Kanjiya, and V Khadkikar, “Artificial-neural-network-based phase-locking scheme for active power filters,” IEEE Trans Ind Electron., vol 61, no 8, pp 3857–3866, 2014, doi: 10.1109/TIE.2013.2284132 [31] N Zhou, J Wang, Q Wang, N Wei, and X Lou, “Capacity calculation of shunt active power filters for electric vehicle charging stations based on harmonic parameter estimation and analytical modeling,” Energies, vol 7, no 8, pp 5425–5443, 2014, doi: 10.3390/en7085425 [32] S S Patnaik and A K Panda, “Cascaded three-level inverter based shunt active filter for power conditioning application,” 2013 Annu IEEE India Conf INDICON 2013, 2013, doi: 10.1109/INDCON.2013.6726133 [33] Z Chen, M Chen, and Z Wang, “Closed-loop control modeling and dynamic performance analysis of 400 Hz active filter,” Diangong Jishu Xuebao/Transactions China Electrotech Soc., vol 29, no 12, pp 50–57, 2014, doi: 10.1109/ifeec.2013.6687482 [34] R J Patel, J C Patel, and P J Patel, “Comparison of vector-based hysteresis current control schemes for three-phase three wire shunt active power filter,” India Int Conf Power Electron IICPE, 2012, doi: 10.1109/IICPE.2012.6450417 [35] M Ucar and E Ozdemir, “Control of a 3-phase 4-leg active power filter under non-ideal mains voltage condition,” Electr Power Syst Res., vol 78, no 1, pp 58–73, 2008, doi: 10.1016/j.epsr.2006.12.008 [36] M H Alham, M A M Hassan, and E E D A El-Zahab, “Control of the Shunt Active Power Filter using artificial intelligence techniques,” 2013 Int Conf Control Decis Inf Technol CoDIT 2013, pp 202–207, 2013, doi: 10.1109/CoDIT.2013.6689544 84 [37] Y P Obulesu, “Control Strategy for Three Phase Shunt Active Power Filter with Minimum Current Measurements,” Int J Electr Comput Eng., vol 1, no 1, pp 31–42, 2011, doi: 10.11591/ijece.v1i1.23 [38] D Grabowski and M Maciazek, “Cost effective allocation and sizing of active power filters using genetic algorithms,” 12th Int Conf Environ Electr Eng EEEIC 2013, pp 467–472, 2013, doi: 10.1109/EEEIC.2013.6549561 [39] Y Kobayashi and H Funato, “Current control method based on hysteresis control suitable for single phase active filter with LC output filter,” 2008 13th Int Power Electron Motion Control Conf EPE-PEMC 2008, pp 479–484, 2008, doi: 10.1109/EPEPEMC.2008.4635312 [40] D Wang, J Zhao, W Zhang, and Y Zhou, “Design and analysis of hybrid active power filter based on sliding mode control under variable network frequency,” 2013 Int Conf Electr Mach Syst ICEMS 2013, pp 1571–1576, 2013, doi: 10.1109/ICEMS.2013.6713345 [41] C Lam and M Wong, Design and Control of Hybrid Active Power Filters 2014 [42] D Zujun and L Baolian, “Design and research on active power filter in three phase four wire system,” Proc - 2013 4th Int Conf Digit Manuf Autom ICDMA 2013, pp 441–444, 2013, doi: 10.1109/ICDMA.2013.103 [43] S Ravindra, V C V Reddy, and S Sivanagaraju, “Design of Shunt Active Power Filter to eliminate the harmonic currents and to compensate the reactive power under distorted and or imbalanced source voltages in steady state,” Int J Eng Trends Technol., vol 2, no 3, pp 20–24, 2011 [44] Q Dai, X Zou, H Shi, and G Wang, “Design of the APF for radar power system based on multi-resolution control,” IET Conf Publ., vol 2013, no 617 CP, 2013, doi: 10.1049/cp.2013.0238 [45] A H Budhrani, K J Bhayani, and A R Pathak, “Design Parameters of Shunt Active Filter for Harmonics Current Mitigation,” PDPU J Energy Manag., vol 2, no 2, pp 59–65 85 [46] V K Gonuguntala, A Fröbel, and R Vick, “Direct Model Predictive Control Based Mitigation of Harmonics Using Active Power Filter,” vol 1, no 16, pp 432–437, 2018 [47] F Briz, P Garcia, M W Degner, D Diaz-Reigosa, and J M Guerrero, “Dynamic behavior of current controllers for selective harmonic compensation in three-phase active power filters,” IEEE Trans Ind Appl., vol 49, no 3, pp 1411–1420, 2013, doi: 10.1109/TIA.2013.2253537 [48] P Dang, T Ellinger, and J Petzoldt, “Dynamic interaction analysis of APF systems,” IEEE Trans Ind Electron., vol 61, no 9, pp 4467–4473, 2014, doi: 10.1109/TIE.2013.2289896 [49] S Mollov, R Babuška, J Abonyi, and H B Verbruggen, “Effective optimization for fuzzy model predictive control,” IEEE Trans Fuzzy Syst., vol 12, no 5, pp 661–675, 2004, doi: 10.1109/TFUZZ.2004.834812 [50] T Li and J Fei, “Feedback linearization control of a shunt active power filter using a fuzzy controller,” Int J Adv Robot Syst., vol 10, 2013, doi: 10.5772/56787 [51] H S Molina, J D Rojas, and L M Tamayo, “Finite set model predictive control to a shunt multilevel active filter,” COMPEL - Int J Comput Math Electr Electron Eng., vol 34, no 1, pp 279–300, 2015, doi: 10.1108/COMPEL-03-2013-0087 [52] Y L Huang, H H Lou, J P Gong, and T F Edgar, “Fuzzy model predictive control,” IEEE Trans Fuzzy Syst., vol 8, no 6, pp 665–678, 2000, doi: 10.1109/91.890326 [53] L Jiang and L Ping, “Fuzzy predictive control and its applications,” IFAC Proc Vol., vol 32, no 2, pp 1010–1013, 1999, doi: 10.1016/s14746670(17)56170-4 [54] Y Chu, S Wang, and R Crosier, “Grid active power filters using cascaded multilevel inverters with direct asymmetric switching angle control for grid support functions,” Conf Proc - IEEE Appl Power Electron Conf Expo APEC, pp 1332–1338, 2013, doi: 10.1109/APEC.2013.6520472 86 [55] P M Shah, M M Lokhande, V A Shah, and C P Gor, “Hardware implementation of single-phase Shunt Active Power Filter with hysteresis current control loop for rectifier type load,” 2014 IEEE Int Conf Power Electron Drives Energy Syst PEDES 2014, 2014, doi: 10.1109/PEDES.2014.7042030 [56] M Kale and E Özdemir, “Harmonic and reactive power compensation with shunt active power filter under non-ideal mains voltage,” Electr Power Syst Res., vol 74, no 3, pp 363–370, 2005, doi: 10.1016/j.epsr.2004.10.014 [57] M Adam, Y Chen, and X Deng, “Harmonic current compensation using active power filter based on model predictive control technology,” J Power Electron., vol 18, no 6, pp 1889–1900, 2018, doi: 10.6113/JPE.2018.18.6.1889 [58] S K Khadem, M Basu, and M F Conlon, “Harmonic power compensation capacity of shunt active power filter and its relationship with design parameters,” IET Power Electron., vol 7, no 2, pp 418–430, 2014, doi: 10.1049/iet-pel.2013.0098 [59] M Killian, B Mayer, and M Kozek, Hierachical fuzzy MPC concept for building heating control, vol 19, no IFAC, 2014 [60] C Lascu, L Asiminoaei, I Boldea, and F Blaabjerg, “High performance current controller for selective harmonic compensation in active power filters,” IEEE Trans Power Electron., vol 22, no 5, pp 1826–1835, 2007, doi: 10.1109/TPEL.2007.904060 [61] S Ke, Y Chen, S Huang, and X Huang, “Hoo Robust Control of APF Considering the Parameter Perturbation of the Grid-connected Reactor,” 2013 4th IEEE PES Innov Smart Grid Technol Eur (ISGT Eur Oct 6-9, Copenhagen Hoo, 2013 [62] M Miloševic, “Hysteresis current control in three-phase voltage source inverter,” pp 1–15, 2003 [63] M H Antchev, M P Petkova, and A Kostov, “Hysteresis current control of single-phase shunt active power filter using frequency limitation,” Proc 87 IASTED Int Conf Energy Power Syst., pp 228–232, 2007 [64] G W Chang, R C Hong, and H J Su, “IEEE standard 1459-based reference compensation current strategy for three-phase three-wire shunt active power filter control,” Proc Int Conf Harmon Qual Power, ICHQP, pp 551–555, 2014, doi: 10.1109/ICHQP.2014.6842756 [65] A Hirofumi, W Edson Hirokazu, and A Mauricio, INSTANTANEOUS POWER THEORY AND APPLICATIONS TO POWER CONDITIONING WILEY-INYERSCIENCE [66] M S Hamad, M I Masoud, and B W Williams, “Medium-voltage 12-pulse converter: Output voltage harmonic compensation using a series APF,” IEEE Trans Ind Electron., vol 61, no 1, pp 43–52, 2014, doi: 10.1109/TIE.2013.2248337 [67] L Tarisciotti et al., “Model Predictive Control for Shunt Active Filters with Fixed Switching Frequency,” IEEE Trans Ind Appl., vol 53, no 1, pp 296– 304, 2017, doi: 10.1109/TIA.2016.2606364 [68] A K Al-Othman, M E Al Sharidah, N A Ahmed, and B N Alajmi, “Model predictive control for shunt active power filter in synchronous reference frame,” J Electr Eng Technol., vol 11, no 2, pp 405–415, 2016, doi: 10.5370/JEET.2016.11.2.405 [69] R G Iturra, M Cruse, K Mutze, C Dresel, I Soleimani, and P Thiemann, “Model predictive control for shunt active power filter with harmonic power recycling capability,” 2018 Int Conf Smart Energy Syst Technol SEST 2018 - Proc., 2018, doi: 10.1109/SEST.2018.8495890 [70] S Kumaresan and H H Sait, “Model Predictive Control of Shunt Active Filter for Power Quality Improvement in Distribution systems,” Int J Comput Sci Eng., vol 6, no 9, pp 108–115, 2018, doi: 10.26438/ijcse/v6i9.108115 [71] K Rameshkumar, V Indragandhi, K Palanisamy, and T Arunkumari, “Model Predictive Current Control of Single Phase Shunt Active Power Filter,” Energy Procedia, vol 117, pp 658–665, 2017, doi: 88 10.1016/j.egypro.2017.05.168 [72] J H Lee and C E Garc, “Modeling and Identification,” pp 93–108, 2002, doi: 10.1142/9789812777911_0005 [73] M R Amer, O A Mahgoub, and S A Zaid, “New hysteresis control method for three phase shunt active power filter,” IMECS 2011 - Int MultiConference Eng Comput Sci 2011, vol 2, pp 942–947, 2011 [74] M Qasim, P Kanjiya, and V Khadkikar, “Optimal current harmonic extractor based on unified ADALINEs for shunt active power filters,” IEEE Trans Power Electron., vol 29, no 12, pp 6383–6393, 2014, doi: 10.1109/TPEL.2014.2302539 [75] F Krim, “Parameters estimation of shunt active filter for power quality improvement,” 2011 5th Int Power Eng Optim Conf PEOCO 2011 - Progr Abstr., no June, pp 306–311, 2011, doi: 10.1109/PEOCO.2011.5970393 [76] N Gotherwal, S Ray, N Gupta, and D Saxena, “Performance comparison of PI and fuzzy controller for indirect current control based shunt active power filter,” 1st IEEE Int Conf Power Electron Intell Control Energy Syst ICPEICES 2016, 2017, doi: 10.1109/ICPEICES.2016.7853460 [77] K S Rani and K Porkumaran, “Performance evaluation of pi and fuzzy controller based shunt active power filter,” Eur J Sci Res., vol 61, no 3, pp 381–389, 2011 [78] S Mikkili and A K Panda, “PI and fuzzy logic controller based 3-phase 4wire shunt active filters for the mitigation of current harmonics with the id-iq control strategy,” J Power Electron., vol 11, no 6, pp 914–921, 2011, doi: 10.6113/JPE.2011.11.6.914 [79] M S Hamad, A M Fahmy, and M Abdel-Geliel, “Power quality improvement of a single-phase grid-connected PV system with fuzzy MPPT controller,” IECON Proc (Industrial Electron Conf., pp 1839–1844, 2013, doi: 10.1109/IECON.2013.6699411 [80] H Abu-Rub, J Guziński, Z Krzeminski, and H A Toliyat, “Predictive current control of voltage-source inverters,” IEEE Trans Ind Electron., vol 89 51, no 3, pp 585–593, 2004, doi: 10.1109/TIE.2004.825364 [81] C Xu, L Chen, S Cai, R Qin, B Pang, and L Sui, “Research on reference signal of shunt active power filter,” Proc - 3rd Int Conf Instrum Meas Comput Commun Control IMCCC 2013, pp 1041–1044, 2013, doi: 10.1109/IMCCC.2013.231 [82] H Vahedi, A Sheikholeslami, and M T Bina, “Reverse direction of hysteresis bandwidth calculation to fix the switching frequency employed in active power filter,” World Appl Sci J., vol 15, no 7, pp 1007–1011, 2011 [83] Y Wen, L Chen, D Duan, and J Liu, “Robust Fuzzy MPC for Stationkeeping of A Multi-vectored Propeller Airship Based on Path Following Method,” 2018 15th Int Conf Control Autom Robot Vision, ICARCV 2018, no 1, pp 889–894, 2018, doi: 10.1109/ICARCV.2018.8581311 [84] P K Joshi and B Shabbir S, “Simulation of Single Phase Shunt Active Power Filter for Domestic Non-linear Loads,” pp 43–48, 2013 [85] J Wang, M Qin, and G Yang, “Simulation of three-phase three-wire APF with modified one-cycle control based on space vector,” 2012 IEEE Innov Smart Grid Technol - Asia, ISGT Asia 2012, pp 1–5, 2012, doi: 10.1109/ISGT-Asia.2012.6303273 [86] M H Antchev, M P Petkova, H M Antchev, V T Gourgoulitsov, and S S Valtchev, “Study of a single-phase series active power filter with hysteresis control,” Proceeding Int Conf Electr Power Qual Util EPQU, pp 138–143, 2011, doi: 10.1109/EPQU.2011.6128921 [87] F Ma, Z Zhang, E Wang, and B Hu, “The design and research of generator wave filter based on the APF and Zig-zag transformers,” Proc 2013 IEEE Int Conf Veh Electron Safety, ICVES 2013, pp 234–237, 2013, doi: 10.1109/ICVES.2013.6619638 [88] W Yafang, G Juping, C Ruixiang, Q Ling, and C Juan, “The multimodular shunt APF based on direct current control and frequency doubling carrier phase-shifted SPWM,” 2013 IEEE ECCE Asia Downunder - 5th IEEE Annu Int Energy Convers Congr Exhib IEEE ECCE Asia 2013, no I, pp 90 867–871, 2013, doi: 10.1109/ECCE-Asia.2013.6579206 [89] L Chen, J Huo, W Wang, and J Chen, “The research of control method for active power filter based on voltage space vector,” 2013 25th Chinese Control Decis Conf CCDC 2013, pp 2253–2258, 2013, doi: 10.1109/CCDC.2013.6561311 [90] H Huang, H Xue, X Liu, and H Wang, “The study of Active Power Filter using a universal harmonic detection method,” 2013 IEEE ECCE Asia Downunder - 5th IEEE Annu Int Energy Convers Congr Exhib IEEE ECCE Asia 2013, pp 591–595, 2013, doi: 10.1109/ECCE- Asia.2013.6579158 [91] S Gautam and R Gupta, “Three-level inverter based shunt active power filter using generalized hysteresis current control method,” ICPCES 2010 Int Conf Power, Control Embed Syst., pp 1–6, 2010, doi: 10.1109/ICPCES.2010.5698634 [92] Y F Wang and Y W Li, “Three-phase cascaded delayed signal cancellation PLL for fast selective harmonic detection,” IEEE Trans Ind Electron., vol 60, no 4, pp 1452–1463, 2013, doi: 10.1109/TIE.2011.2162715 [93] P C S Furtado, M C B P Rodrigues, H A C Braga, and P G Barbosa, “Two-phase, three-Wire shunt active power filter using the single-phase P-Q theory,” 2013 Brazilian Power Electron Conf COBEP 2013 - Proc., pp 1245–1250, 2013, doi: 10.1109/COBEP.2013.6785275 [94] P M Grady and M Grady, “Understanding_Power_System_Harmonics_Grady_April_2012(2),” no April, 2012 [95] H Phan Van and T Huynh Ngoc, “Ứng dụng logic mờ điều khiển lọc tích cực cho việc giảm sóng hài dịng điện,” vol 1, no 42, pp 21–26, 2011 [96] H Bellatreche, M Bounekhla, and A Tlemcani, “Using fuzzy logic and hysteresis current control to reduce harmonics in three level NPC shunt active power filter,” Proc 2016 8th Int Conf Model Identif Control ICMIC 2016, pp 5–9, 2017, doi: 10.1109/ICMIC.2016.7804286 ... thời gian tơi học tập để hồn thành khóa học Thái Nguyên, ngày 20 tháng năm 2021 Tác giả luận án PHAN THANH HIỀN MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN LỜI CẢM ƠN MỤC LỤC DANH... nghiên cứu trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Thái Nguyên, ngày 20 tháng 03 năm 2021 Tác giả PHAN THANH HIỀN LỜI CẢM ƠN Trong trình làm luận án tơi nhận nhiều ủng hộ công tác tổ chức chuyên môn...ii ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT CÔNG NGHIỆP PHAN THANH HIỀN NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ BỘ ĐIỀU KHIỂN CHO BỘ LỌC TÍCH CỰC CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN