Frequenzselektive Aktivfilterung von Stromoberschwingungen mit einer erweiterten modellbasierten Prädiktivregelung:
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Berlin
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2010
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| Series: | Forschungsberichte aus dem Lehrstuhl für Regelungssysteme, Technische Universität Kaiserslautern
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INHALTSVERZEICHNIS
1. EINLEITUNG 1
1.1. EINORDNUNG DIESER ARBEIT 1
1.2. INHALTSUEBERSICHT 3
2. AKTIVFILTERUNG VON STROMOBERSCHWINGUNGEN 5
2.1. STROMOBERSCHWINGUNGEN 5
2.1.1. URSACHEN 5
2.1.2. WIRKUNG 6
2.1.3. GEGENMASSNAHMEN 6
2.2. MODELLIERUNG DER UNTERSUCHTEN REGELSTRECKE 8
2.3. STRUKTURANALYSE 10
2.3.1. STOERGROESSENREGELUNG 11
2.3.2. FUEHRUNGSGROESSENREGELUNG 11
2.4. BEKANNTE KOMPENSATIONSVERFAHREN 12
2.4.1. AKTIVFILTERUNG ANHAND DER MOMENTANLEISTUNG 13
2.4.2. AKTIVFILTERUNG IN ROTIERENDEN KOORDINATENSYSTEMEN 13
2.4.3. AKTIVFILTERUNG MIT FOURIERKOEFFIZIENTEN 14
2.4.4. AKTIVFILTERUNG MIT EINEM OPTIMALREGLER 15
2.5. ZUSAMMENFASSUNG 16
3. MODELLBASIERTE PRAEDIKTIVREGELUNG 17
3.1. FUNKTIONSPRINZIP 17
3.2. REGELSTRECKENMODELLE 18
3.2.1. IMPULS-UND SPRUNGANTWORT 18
3.2.2. UEBERTRAGUNGSFUNKTION 20
3.2.3. ZUSTANDSRAUMDARSTELLUNG 20
3.3. KOSTENFUNKTION 21
3.3.1. ARTEN DER REGELFEHLERGEWICHTUNG 22
3.3.2. ALLGEMEINE QUADRATISCHE KOSTENFUNKTION 23
3.3.3. GPC-BASIERTE QUADRATISCHE KOSTENFUNKTION 23
3.3.4. DUAL-MODE-MPC 25
3.3.5. STABILITAETSSICHERUNG DURCH UNENDLICH LANGEN PRAEDIKTIONSHORIZONT .
. 25 3.4. LOESUNG DER OPTIMIERUNGSAUFGABE 28
3.4.1. BERUECKSICHTIGUNG VON NEBENBEDINGUNGEN 29
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN HTTP://D-NB.INFO/1009920596
DIGITALISIERT DURCH
IMAGE 2
INHALTSVERZEICHNIS
3.4.2. UNBESCHRAENKTE LOESUNG 32
3.5. SOLLWERTFOLGE UND STATIONAERE VERLAEUFE 34
3.6. TOTZEITEN 36
3.7. KOMPENSATION NICHT GEMESSENER STOERUNGEN 37
3.7.1. DARSTELLUNGSARTEN 38
3.7.2. EINSATZ VON BEOBACHTERN 39
3.8. ZUSAMMENFASSUNG 41
4. ERWEITERUNG VON MPC ZUR AKTIVFILTERREGELUNG 43
4.1. HINTERGRUND 43
4.2. SOLLWERTFOLGE 44
4.2.1. MODELLIERUNG DER FUEHRUNGSGROESSE 44
4.2.2. BERECHNUNG DER STATIONAEREN TRAJEKTORIEN 45
4.2.3. BEZUG DER STATIONAEREN GROESSEN AUF DIE STELLGROESSENBERECHNUNG 49
4.2.4. ANPASSUNG DER KOSTENFUNKTION 50
4.3. TESTUMGEBUNG ZUR SIMULATIVEN UNTERSUCHUNG 51
4.4. STOERKOMPENSATION 53
4.4.1. ERFASSUNG DER LASTSTROMPARAMETER 54
4.4.2. ALLEINIGE MESSUNG DER STROEME 55
4.4.3. VORSTEUERUNG DER ANSCHLUSSSPANNUNG 55
4.4.4. ERGEBNISSE DER STOERKOMPENSATIONSVERFAHREN 56
4.5. AUSWAHL DES ZU IMPLEMENTIERENDEN REGELGESETZES 59
4.5.1. TESTBEDINGUNGEN 59
4.5.2. UNTERSUCHTE WARMSTARTMETHODEN 60
4.5.3. ERGEBNISSE DER METHODEN 61
4.5.4. SCHLUSSFOLGERUNGEN 63
4.6. ANALYSE DER AKTIVFILTERSTRUKTUR MIT ZUSTANDSREGLER 63
4.7. REGLERAUSLEGUNG 66
4.8. BEHANDLUNG VON MESSTOTZEITEN 67
4.9. STABILITAETSBETRACHTUNGEN 70
4.9.1. AUSWIRKUNGEN VON MODELLUNGENAUIGKEITEN 72
4.9.2. STABILITAET BEI VORHANDENEN HARTEN BEGRENZUNGEN 73
4.10. ZUSAMMENFASSUNG 74
5. AUFBAU EINES AKTIVFILTERS 77
5.1. MEHRSTUFIGER UMRICHTER ALS STELLGLIED ZUR AKTIVFILTERUNG 77
5.1.1. EINZELNE H-BRUECKE 77
5.1.2. REIHENSCHALTUNG VON H-BRUECKEN 79
5.1.3. PULSMUSTERERZEUGUNG 80
5.1.4. VORLADEN DER SPEICHERKONDENSATOREN 81
5.1.5. DIMENSIONIERUNG 82
IMAGE 3
INHALTSVERZEICHNIS
5.2. ANSTEUERUNG 85
5.2.1. RECHENHARDWARE 86
5.2.2. AUFGABENVERTEILUNG 87
5.2.3. DATENAUSTAUSCH 88
5.3. UMSETZUNG DER REGELUNGEN 90
5.3.1. STABILISIERUNG DER KONDENSATORSPANNUNGEN 91
5.3.2. OBERSCHWINGUNGSKOMPENSATION 94
5.4. ZUSAMMENFASSUNG 97
6. ERPROBUNG AN EINEM NETZMODELL 101
6.1. NETZMODELL DES LEHRSTUHLS FUER REGELUNGSSYSTEME 101
6.1.1. LEITUNGSIMPEDANZ 102
6.1.2. KOPPELIMPEDANZ DES AKTIVFILTERS 103
6.2. UNTERSUCHTE OBERSCHWINGUNGSQUELLEN 104
6.2.1. SECHSPULSBRUECKENGLEICHRICHTER 105
6.2.2. STEUERBARE STROMQUELLE 106
6.3. MESSUNGEN MIT NICHTLINEAREN LASTEN 107
6.3.1. SECHSPULSBRUECKENGLEICHRICHTER ALS LAST 110
6.3.2. LEISTUNGSVERSTAERKER ALS LAST 116
6.4. DISKUSSION 123
6.5. ZUSAMMENFASSUNG 124
7. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 125
A. ANZAHL AN SCHALTKOMBINATIONEN BEI EINEM MEHRSTUFIGEM UMRICHTER MIT
H-BRUECKEN-TOPOLOGIE 127
B. MESSWERTE 129
B.L. SECHSPULSBRUECKENGLEICHRICHTER 129
B.L.L. OHMSCH-INDUKTIVEGLEICHSTROMLAST 129
B.L.2. KAPAZITITVEGLEICHSTROMLAST 130
B.2. GESTEUERTE STROMQUELLE 130
B.2.1. EINGEPRAEGTE5., 15. UND 40. OBERSCHWINGUNG 130
B.2.2. EINGEPRAEGTE 5. OBERSCHWINGUNG 131
B.2.3. EINGEPRAEGTE 15. OBERSCHWINGUNG 131
B.2.4. EINGEPRAEGTE 40. OBERSCHWINGUNG 132
LITERATURVERZEICHNIS 138 |
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