电力系统自适应谐波检测方法研究

发布时间：2017-09-22 06:19

  本文关键词：电力系统自适应谐波检测方法研究

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【摘要】：谐波污染问题是一个存在且将会长期存在的问题,随着科技发展,各种非线性负载充斥于电力系统方方面面,且由于一些例如智能微网等新的概念提出,都大大增加了谐波污染,使得电能质量分析不得不考虑电力系统谐波带来的影响。而作为现在解决谐波污染主要且广泛的方法,有源电力滤波器(Active Power Filter, APF)以谐波抑制、无功补偿为主要功能,它主要采用现代电力电子技术、数字信号处理技术和先进控制理论。然而,APF的性能好坏取决于能否快速且精准的检测出谐波电流分量。首先,本文简要介绍了谐波的相关概念、谐波对电力系统的影响和一些治理措施,指出了谐波电流检测对分析、检测谐波都很重要,并总结了谐波电流检测方法的发展现状。然后,本文介绍了三种常见的自适应算法,即：LMS算法、RLS算法和KF算法,简单分析了它们的优缺点。并阐述了基于噪声消除理论的自适应谐波电流检测方法的原理和结构,将上述三种算法用在自适应谐波电流检测中,就这三种算法检测的稳态误差、收敛速度和计算复杂度做了一个详细的对比。其次,本文通过分析总结传统LMS算法和已存在的变步长LMS谐波电流检测方法的优点和不足之处,提出了一种新的变步长思想,用于基于LMS算法的谐波电流检测方法。该方法使用指数相干平均来削弱谐波电流对步长更新的影响,并基于一个箕舌线函数,改变权值公式中动量项的参数,使得在系统初始时期或发生突变时,动量项对权值公式更新的影响较大,在系统达到稳态时,动量项的参数收敛到一个很小的数,减小动量项对权值公式更新的影响。这一方法既提高了算法的收敛速度,又保证了算法的稳态误差,且算法能很好的跟踪系统突变。最后,本文提出了基于仿射投影算法(APA)的谐波电流检测方法,通过对比AP算法与LMS算法,发现AP谐波电流检测算法与LMS谐波电流检测谐波电流检测算法具有一个基本相同的稳态误差,但它有一个更短的动态响应时间,并分析了仿射投影阶数对APA的影响。同时,将一种变步长思想应用在了AP谐波电流检测算法中,该算法较原算法明显提高了收敛速度,且稳态误差基本保持不变。通过在MATLAB软件中的仿真分析,验证了本文所得出的结论。
【关键词】：谐波电流检测 自适应原理 噪声消除理论 APF 变步长 LMS算法 APA算法
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM933.1
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-20
• 1.1 谐波问题的研究背景及意义11-14
• 1.1.1 谐波问题的相关定义11-13
• 1.1.2 谐波的危害以及治理13-14
• 1.2 有源电力滤波器(APF)技术14-15
• 1.3 谐波电流检测方法研究现状15-19
• 1.3.1 模拟滤波器16
• 1.3.2 基于瞬时无功功率的谐波检测方法16-17
• 1.3.3 基于傅里叶变换的谐波检测方法17
• 1.3.4 基于小波变换的谐波检测方法17-18
• 1.3.5 基于神经网络的谐波检测方法18
• 1.3.6 自适应谐波检测方法18-19
• 1.4 本文的结构安排19-20
• 第二章 自适应谐波电流检测原理与分析20-35
• 2.1 一些基本的自适应滤波算法20-27
• 2.1.1 最速下降法20-21
• 2.1.2 最小均方(LMS)算法21-22
• 2.1.3 递归最小二乘(RLS)算法22-25
• 2.1.4 卡尔曼滤波算法25-27
• 2.2 基于自适应噪声消除原理的谐波电流检测27-29
• 2.3 自适应谐波电流检测算法仿真与分析29-34
• 2.3.1 自适应谐波电流检测算法分析29-31
• 2.3.2 三种算法仿真对比31-34
• 2.4 本章小结34-35
• 第三章 一种变步长LMS谐波电流检测方法35-44
• 3.1 引言35
• 3.2 一种新的变步长LMS谐波电流检测方法35-38
• 3.3 算法性能分析38-39
• 3.4 算法仿真验证39-43
• 3.5 本章结论43-44
• 第四章 一种变步长仿射投影谐波电流检测方法44-55
• 4.1 仿射投影算法44-46
• 4.2 基于APA的谐波电流检测方法46-48
• 4.3 算法性能分析48-49
• 4.4 算法仿真验证49-54
• 4.5 本章结论54-55
• 结论55-57
• 致谢57-58
• 参考文献58-62
• 作者在攻读研究生学位期间发表论文及科研成果62

【参考文献】

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本文编号：899252