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有源电力滤波器中的谐波检测

吕振林  
【摘要】: 现代化的生产和生活,对供电质量的要求不断提高。同时,随着电力电子设备的应用越来越广泛,有大量的谐波流入了电力系统中,谐波对供电质量的影响也越发突出,甚至会对供电安全产生影响。近年来,谐波问题已经引起了广泛的重视,关于谐波的危害在各种刊物及学术会议上不断的被提及,谐波治理成为了一个学术热点。相关国际组织以及许多国家都制定了谐波抑制的标准,谐波抑制的方法也不断研究产生,有一些谐波治理设备已经被应用于实践。但是,每种谐波治理的方法又都存在着局限性。有源电力滤波器因为其自身的独特优势,得到了广大学者的重视。 有源电力滤波器根据其接入电网的方式以及逆变器直流侧储能元件的不同被分为多种类型,但是有源滤波器的基本原理是一致的,都是由谐波检测部分检测出系统中的谐波,然后产生与谐波电流幅度相同相位相反的电流进行补偿。所以,有源电力滤波器都是由谐波检测电路、控制电路、主电路三部分组成。其中,实时的进行谐波检测是对系统补偿的前提,并且有源电力滤波器对谐波检测的实时性要求非常高。通过分析发现,谐波治理的问题可以归结为信号处理的范畴。近年来,信号处理的理论尤其是数字信号处理理论得到了飞速的发展,卡尔曼滤波、自适应滤波、神经网络、小波等理论在各个领域中都有很好的应用,这些方法也被学者应用于谐波检测中。 本文对现有的谐波检测方法进行了详细的分析,通过分析发现这些方法各有特点。同时也发现,自适应谐波检测方法具有较好的抗噪性与鲁棒性,并且计算量较小,因此得到了广泛的重视。但是,自适应谐波检测其瞬态响应速度与权值近似的可以认为是成正比,但是检测精度与权值成反比,所以造成了检测精度与瞬态响应速度的矛盾。本文从自适应滤波的理论入手,分析了权值与瞬态响应速度的关系,推导出了一种改进的谐波检测方法,这种方法能够在半个基波周期内完成对谐波的检测,并且检测精度不受影响,最后用Matlab验证了其有效性。本文最后对今后的工作做了展望。


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