基于模糊控制的动态电压恢复器(DVR)系统仿真与性能分析平台
项目介绍
本项目设计并实现了一个用于配电网动态电压补偿的仿真与性能分析平台。系统核心为采用模糊逻辑控制的动态电压恢复器(DVR),旨在实时监测并补偿电网电压的异常波动(如暂降、暂升和谐波),确保负载侧电压的稳定。通过引入模糊控制器替代传统PI控制器,系统具备更优的自适应能力、更快的动态响应速度和更强的抗干扰性能。平台集成了电网异常检测、补偿电压计算、逆变器PWM调制及模糊规则优化等关键功能模块,为用户提供了一个完整的DVR系统设计、仿真与分析环境。
功能特性
- 智能模糊控制:采用模糊逻辑控制器,根据电压偏差及其变化率自适应调节补偿策略,提升系统鲁棒性。
- 动态电压补偿:能够有效补偿电压暂降、暂升,并抑制电压谐波,保证负载电压质量。
- 多调制技术支持:逆变器模块支持SPWM和SVPWM等多种PWM调制技术,可根据仿真需求灵活选择。
- 精确算法核心:基于dq0坐标变换及其反变换的补偿电压算法,实现精准的电压分量提取与合成。
- 全面性能分析:提供补偿前后波形对比、关键参数动态曲线、系统恢复时间、总谐波失真率(THD)及能量损耗等多种性能指标的输出与分析。
使用方法
- 配置仿真参数:在运行主仿真脚本前,请根据您的仿真目标,设置或修改相应的输入参数。这些参数包括:
* 电网三相电压时间序列数据文件路径(需满足采样频率要求)。
* 负载的电阻、电感、电容参数。
* 模糊控制器的隶属度函数参数和规则矩阵。
* DVR系统拓扑参数,如滤波电感、电容值以及直流侧电压。
- 运行主仿真脚本:执行主程序文件以启动仿真。系统将自动读取配置,执行完整的DVR控制与补偿流程。
- 查看与分析结果:仿真完成后,程序会自动生成并显示多项输出结果,包括电压波形图、控制器输出曲线和性能指标数据。用户可据此评估系统性能。
系统要求
- 操作系统:Windows 10/11, Linux distributions, 或 macOS。
- 软件环境:MATLAB R2020a 或更高版本,需要安装 Simulink 和 Fuzzy Logic Toolbox。
- 硬件建议:至少4GB内存,推荐8GB或以上,以确保流畅运行仿真。
文件说明
主程序文件作为整个仿真平台的核心调度与执行入口,其功能涵盖:系统初始化与参数载入、电网电压信号及负载等工况数据的读取、基于模糊推理的补偿电压决策计算、逆变器PWM调制信号的生成、Simulink仿真模型的自动调用与运行控制,以及仿真结果的后期处理与图形化展示。它串联了从数据输入到结果输出的完整分析流程。