工作电压；CPU控制电路单元40，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50，由电容Cll、电感Lll、电感L12、二极管Dl、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、稳压管CW和电容C3，电容Cl 1、电感Lll和电感L12构成高频谐波滤波器。电流互感器LH感应的谐波电流信号经电容C11、电感L11、电感L12组成“Π”型高频谐波滤波器和二极管D1、二极管D2、二极管D3、二极管D4整流再通过电阻R15、电阻R16、稳压管CW和电容C3整形后，通过可调电阻器Wl输入给集成电路CPU控制集成电路主芯片直流电压信号，用于分析、判断电网谐波电流和无功功率的状态，并不断优化CPU控制电路单元40的控制参数。
[0023]CPU控制电路单元40采用集成电路主芯片的型号是80C51系列集成电路，是有源电力滤波器的核心控制部件，采用自适应电流控制算法，不断优化PID控制器的控制参数。
[0024]负载额定功率的大小，取决于单相可控硅KPl和单相可控硅KP2的电流电压的参数值，单向可控硅KPl和KP2采用高速度响应的IGBT模块。
[0025]本实用新型基于PID神经网络的有源滤波器，可以应用到三相交流电的每一相上去，组成三相交流电的基于PID神经网络的有源滤波器。
[0026]如图4所示，80C51是单片机作为电路的主控芯片，80C51芯片是由ATMEL公司推出的51系列8位单片机，80C51片内主要有20KB FLASH存储器、256字节片内RAM，4个8位的双向可寻址I/O 口，I个全双工UART(通用异步接收发送器)的串行接口、3个16位的定时器/计数器、多个优先级的嵌套中断结构，以及一个片内振荡器和时钟电路。
[0027]在使用时，将本实用新型并联接入单相或三相电源的输入端，实施补偿谐波电流和无功功率，从而达到电网的谐波畸变率更小，电网更加能够节能运行。本装置将与谐波和无功分量大小相等、方向相反的电流注入电网中，实现抑制谐波、动态补偿和无功补偿。这样就可以根据电网的谐波和无功分量变化自动调节谐波补偿电流的大小，具有较高的便利性和实用性。
[0028]本实用新型的采用基于神经网络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，同时电网电流的谐波畸变率更小，获得了令人满意的技术效果。本装置成本低廉，使用方便，适于大规模推广应用。
[0029]值得指出的是，本实用新型的保护范围并不局限于上述具体实例方式，根据本实用新型的基本技术构思，也可用基本相同的结构，可以实现本实用新型的目的，只要本领域普通技术人员无需经过创造性劳动，即可联想到的实施方式，均属于本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种基于PID神经网络的有源滤波器，其特征在于，包括，主电路单元(10)、驱动电路单元(20 )、电源电路单元(30 )、CPU控制电路单元(40 )和谐波电流检测电路单元(50 )，所述的主电路单元(10)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(20)与主电路单元(10)电连接，在主电路单元(10)的输出端与驱动电路单元(20)之间依次串联连接有谐波电流检测电路单元(50 )和CPU控制电路单元(40 )，所述的电源电路单元(30 )为CPU控制电路单元提供电力。
2.根据权利要求1所述的基于PID神经网络的有源滤波器，其特征在于，所述的主电路单元(10)由两只受控产生抵消电网变化的单向可控硅KPl和单向可控硅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(20)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RlO和电阻Rll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RlO、电阻Rll和电阻R9构成；电源电路单元30，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(40)提供稳定的+5V工作电压；CPU控制电路单元(40)，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(50)，由电容Cll、电感Lll、电感L12、二极管Dl、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Cl 1、电感Lll和电感L12构成高频谐波滤波器。
3.根据权利要求1或2所述的基于PID神经网络的有源滤波器，其特征在于，所述的CPU控制电路单元(40)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KPl和单向可控硅KP2采用高速度响应的IGBT模块。
4.根据权利要求1或2所述的基于PID神经网络的有源滤波器，其特征在于，所述的有源滤波器，能够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。
【专利摘要】本实用新型公开了一种基于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，主电路单元并联连接在单相交流电输入端和输出端之间，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，电源电路单元为CPU控制电路单元提供电力。有益效果是，采用基于神经网络PID控制器，结构简单、容易实现,不断优化PID控制器的控制参数,针对有源电力滤波器的非线性、时变参数等特点,能够获得一组最优的控制参数来满足当前的工况，使电网电流的谐波畸变率更小,获得了令人满意的效果。
【IPC分类】H02J3-01
【公开号】CN204271644
【申请号】CN201420688959
【发明人】吴志鹏
【申请人】天津鹏超科技有限公司
【公开日】2015年4月15日
【申请日】2014年11月18日