有源滤波器谐波检测改进算法的研究

发布时间：2017-10-17 21:30

  本文关键词：有源滤波器谐波检测改进算法的研究

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【摘要】：电能—作为现如今应用最为普遍的能源之一,电网电能质量和电力系统的稳定运行已经成为一个国家社会和经济稳定快速发展的保证和综合实力的重要标志。现如今,大量的非线性设备应用到很多行业中,是电网电流畸变产生谐波的主要原因,从而造成了电网电能质量问题以及用电设备的损害。随着科学技术的发展,精密负载和高科技的新兴设备对电网质量要求也随之提高。关于非线性负载所产生谐波的治理中,有源电力滤波器的应用,是提高电网电能质量的有效途径。本文对有源电力滤波器在分次补偿方式下的谐波检测算法进行了深入的研究和比较,并针对传统方法存在的问题,对其进行了改进。首先,本文主要介绍了谐波产生的原因及危害以及常用的检测方法,包括离散傅里叶变换(Discrete Fourier Transform.DFT)法、戈泽尔傅里叶变换(Goertzel DFT)法、同步旋转坐标系法、傅里叶变换结合小波变换法以及Hopfield神经网络法,分析了这些方法的优缺点。其次,针对傅里叶变换谐波检测算法在在采样频率一定,而负载电流频率变化时,容易发生频率泄露而使稳态误差增大、计算量大等问题,引入了戈泽尔傅里叶变换法,提出了一种改进的基于RDFT法的谐波检测方法,通过仿真验证有效性。然后,分析同步旋转坐标系法谐波检测的基本原理,得到在单模块基础上的的多模块全谐波检测模型,针对其各个子模块之间相互影响的问题,改进了其结构框图,滤除基波和低次谐波对结果的影响,提高检测精度,通过仿真验证有效性。最后,分别在负载电流稳定、负载电流幅值突变和负载电流频率突变的情况下对三相多模块并联的谐波检测算法进行了仿真和分析。对于基于傅里叶变换法的改进谐波检测方法在负载电流频率不发生改变的状况下,具有最高的稳态精度,当频率发生变化时,在一定的频率区间内还是会出现稳态误差。对于改进的同步旋转坐标系法,它在本文中所涉及的三种负载电流条件下都可以使用,而且动态的响应速度较快。
【关键词】：电能质量 有源滤波器 谐波检测 仿真
【学位授予单位】：兰州理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TM935;TN713.8
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第一章 绪论11-21
• 1.1 课题的研究背景及意义11-12
• 1.2 谐波的来源和危害12-16
• 1.2.1 谐波产生机理12-14
• 1.2.2 谐波的危害14-16
• 1.3 谐波相关标准以及防治16-18
• 1.3.1 谐波的相关标准16
• 1.3.2 谐波治理方法16-18
• 1.4 谐波的研究现状18-20
• 1.5 主要研究内容20-21
• 第二章 谐波检测方法21-38
• 2.1 基于RDFT法的谐波检测方法21-24
• 2.2 基于戈泽尔傅里叶变换的分次谐波检测方法24-26
• 2.3 基于傅里叶变换和小波变换的谐波检测方法26-28
• 2.4 基于同步旋转坐标系的分次谐波检测方法28-33
• 2.5 Hopfield神经网络谐波检测法33-37
• 2.6 本章小结37-38
• 第三章 改进的谐波检测方法38-49
• 3.1 一种基于RDFT法的改进谐波检测方法38-41
• 3.2 一种基于同步旋转坐标系法改进谐波检测方法41-48
• 3.3 本章小结48-49
• 第四章 分次谐波检测方法仿真49-59
• 4.1 负载电流稳定条件下的仿真和对比49-53
• 4.2 负载电流幅值突变条件下的仿真和对比53-56
• 4.3 负载电流频率突变条件下的仿真和对比56-57
• 4.4 本章小结57-59
• 结论与展望59-61
• 结论59-60
• 展望60-61
• 参考文献61-64
• 致谢64-65
• 附录A 攻读硕士期间已发表或录用的论文65

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本文编号：1051165