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大功率照明节电装置建模与控制策略研究

郭崯  
【摘要】:在大型场馆中,比如卖场、医院、体育馆等,照明系统的用电量占到总用电量的四成。这些场馆通过使用照明节电装置来节约电能是十分有效的。本文在分析研究了课题组前期研制的大功率照明节电装置的基础上,对场馆大量使用的高压钠灯光源的电子镇流器进行了建模与仿真,并对原有大功率节电装置未涉及的三相不平衡补偿进行了建模与仿真。最后,建立基于粒子群优化的BP神经网络控制,实现了整机的智能优化控制,进一步提高了节电效率。 本文主要完成以下研究工作: 1.分析研究了大功率照明节电装置的组成及工作原理。主要对节电装置运行方式和节电原理进行了研究,为优化照明节电设备设计提供了详实的理论基础。 2.对场馆广泛采用的高压钠灯光源照明回路进行了研究,对高压钠灯电子镇流器进行了建模与仿真。仿真结果与实测结果对比表明,文中建立高压钠灯电子镇流器模型正确,为节能控制和单灯控制提供了理论基础。 3.通过对称分量法和dq变换法,建立了三相不平衡无功补偿模型,并用Matlab进行了仿真。仿真结果证明了三相不平衡无功补偿模型正确,为三相不平衡无功补偿提供了理论依据。 4.通过粒子群和BP神经网络,利用较小的数据样本,实现了照明节电装置调压稳压控制,优化了照明节电设备控制策略。以某市二级甲等医院10月份人流密度数据和天气数据为样本,进行了照明节电设备控制策略计算机仿真。仿真结果表明,采用粒子群BP神经网络的控制策略,进一步优化了设备的节电效果。 大量的计算机仿真表明,文中建立的高压钠灯电子镇流器模型、三相不平衡及无功补偿算法和节电装置智能优化控制算法,原理正确、方案可行。整机运行试验表明,加入三相不平衡补偿和智能优化算法后,节电效率得到了有效提高。


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