基于谐波快速检测算法的SAPF电流补偿研究
发布时间：2021-09-19 14:45
主要研究并联有源电力滤波器（SAPF）的谐波电流补偿策略。传统的谐波检测方法在三相电网磁场畸变时无法保证应有的准确度,因此很容易降低有源电力滤波器（APF）的谐波补偿效果。针对这一问题,使用Prony算法与改进的Adaline模型相结合进行谐波检测分析,再进行电流补偿。仿真结果验证了模型、算法的正确性,符合IEEE标准519-2014的要求。
【文章来源】：电力电子技术. 2020,54(04)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图１三相四线制ＳＡＰＦ拓扑结构??Ｆｉｇ．?１?Ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ?ｆｏｕｒ－ｗｉｒｅ?ＳＡＰＦ?ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??
年?４?月?Ｐｏｗｅｒ?Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ?Ａｐｒｉｌ?２０２０??中的滤波器提供电压，使得功率开关电路能够产??生补偿电流。在工作过程中当开关执行断电操作??时，过滤器将产生功率损耗，需要通过直流环节的??电压控制反馈，保持电压稳定和减小误差的大校??２．２?滞环电流控制??所采用的滞环电流控制基本思想是：首先谐??波补偿电流指令信号Ｃ与谐波实际补偿电流信??号＾通过比较产生偏移信号Ａ；ｕ，Ａｉｕ经滞环比较??器输出ＰＷＭ波控制功率开关管??滞环比较法的基本原理图如图２所示。??＿｜?滞环比较?ｉ＂｜?ｐｗｍ?，??图２滞环控制示意图??Ｆｉｇ．?２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ?ｃｏｎｔｒｏｌ??首先设定一个滞环宽度Ｗ，当－Ｗ＜Ａｉｕ＜／／时，??滞环比较器输出ＰＷＭ波保持不变；当Ａｉｕ＞／／或??乂？＜－／／时，输出结果发生偏转。此外，假设初始时??刻乂逐渐增大，当ＡｂＺ／即ｉｕ－Ｃ＞／／时，滞环比较??器输出发生偏转乂逐渐减小，即：??ｄｉＪｄｔ＝（Ｕ？－ＵＪ２）／（２Ｌ）?（１）??—旦即时，滞环比较器输出??又发生偏转乂逐渐增加，即：??ｄｉＪｄｔ＝（Ｕ？＋ＵＪ２）／（２Ｌ）?（２）??但是，当时，它将保持当前状态模??式直到当前ＰＷＭ控制模式进入另一个状态。如??此往复，实际产生的＆将在Ｇ附近变化，滞环跟??踪控制通过此法使补偿电流跟踪指令电流。??２．３谐波电流检测??２．３．１?Ｐｒｏｎｙ算法检测基波频率??实际运行中电力系统由于各种扰动因素的存??在，其频率不是稳定不变的，而是在工频附近波??动，频移会导致ＡＰＦ的补偿作用减弱
）／Ａ／??式中：说＝０．９；爲＝０．９９９４为迭代次数。??该算法可以有效地避免局部收敛的发生，并??且具有更快的收敛速度。谐波的幅值和相角随着??权值的更新来不断改变，表示为：??〇ｍ＝?ＶＷｉｎＸ?（２７）??＾ａｒｃｔａｎＣｗ＾／ｗ＾．ｉ）?（２８）??使用Ａｄａｌｉｎｅ跟踪信号，缺点在于需要基波频??率己知。前面己经提到Ｐｒｏｎｙ算法可以准确地检??（２２）??（２３）??（２４）??（２５）??（２６）??（ａ）幅值－频率图?（ｂ）相角－频率图??图３只含有谐波的检测结果??Ｆｉｇ．?３?Ｃｏｎｔａｉｎｓ?ｏｎｌｙ?ｈａｒｍｏｎｉｃ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ?ｒｅｓｕｌｔｓ??（２）含间谐波和谐波??４??ｙ（ｋ）＝?Ｘ＾？ｃ〇ｓ（２７ｒ／Ａ：７；＋＾ｌ）?（１７）??ｉ＝ｌ??式中：／为谐波个数，共含两个谐波和两个间谐波。??基波频率取４９．８?Ｈｚ。各个参数如表２所示。??表２?幅值、频率和相角参数２??Ｔａｂｌｅ?２?Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ，?ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?＆?ｐｈａｓｅ?ａｎｇｌｅ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?２??谐波个数??１??２??３??４??频率／Ｈｚ??４７．７??４９．８??８７．６??１４９．４??幅值／Ｖ??８０??２３０??１５５??５??相角／（°）??２０??０??６０??６０??使用Ｐｒｏｎｙ算法分析谐波信号的结果如图４。??４９．８．２２０）??（８５．１４５）??，４６．４．７８．９＞??（１４９．４０）??）?８０?１２０?１６０??／／Ｈｚ??图４含间谐波检测的幅值－频率图??Ｆｉｇ．?４?Ｉｎｔｅｒｈａｒｍｏｎｉｃｓ?ｄｅｔｅ
【参考文献】：
期刊论文
[1]三相四线有源电力滤波器的仿真及实验[J]. 刘景远,张忠杰,万玉良,张伟. 电力电子技术. 2014(01)
[2]一种新的基于神经网络的高精度电力系统谐波分析算法[J]. 王小华,何怡刚. 电网技术. 2005(03)
本文编号：3401807
【文章来源】：电力电子技术. 2020,54(04)北大核心CSCD
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
图１三相四线制ＳＡＰＦ拓扑结构??Ｆｉｇ．?１?Ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ?ｆｏｕｒ－ｗｉｒｅ?ＳＡＰＦ?ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??
年?４?月?Ｐｏｗｅｒ?Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ?Ａｐｒｉｌ?２０２０??中的滤波器提供电压，使得功率开关电路能够产??生补偿电流。在工作过程中当开关执行断电操作??时，过滤器将产生功率损耗，需要通过直流环节的??电压控制反馈，保持电压稳定和减小误差的大校??２．２?滞环电流控制??所采用的滞环电流控制基本思想是：首先谐??波补偿电流指令信号Ｃ与谐波实际补偿电流信??号＾通过比较产生偏移信号Ａ；ｕ，Ａｉｕ经滞环比较??器输出ＰＷＭ波控制功率开关管??滞环比较法的基本原理图如图２所示。??＿｜?滞环比较?ｉ＂｜?ｐｗｍ?，??图２滞环控制示意图??Ｆｉｇ．?２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ?ｃｏｎｔｒｏｌ??首先设定一个滞环宽度Ｗ，当－Ｗ＜Ａｉｕ＜／／时，??滞环比较器输出ＰＷＭ波保持不变；当Ａｉｕ＞／／或??乂？＜－／／时，输出结果发生偏转。此外，假设初始时??刻乂逐渐增大，当ＡｂＺ／即ｉｕ－Ｃ＞／／时，滞环比较??器输出发生偏转乂逐渐减小，即：??ｄｉＪｄｔ＝（Ｕ？－ＵＪ２）／（２Ｌ）?（１）??—旦即时，滞环比较器输出??又发生偏转乂逐渐增加，即：??ｄｉＪｄｔ＝（Ｕ？＋ＵＪ２）／（２Ｌ）?（２）??但是，当时，它将保持当前状态模??式直到当前ＰＷＭ控制模式进入另一个状态。如??此往复，实际产生的＆将在Ｇ附近变化，滞环跟??踪控制通过此法使补偿电流跟踪指令电流。??２．３谐波电流检测??２．３．１?Ｐｒｏｎｙ算法检测基波频率??实际运行中电力系统由于各种扰动因素的存??在，其频率不是稳定不变的，而是在工频附近波??动，频移会导致ＡＰＦ的补偿作用减弱
）／Ａ／??式中：说＝０．９；爲＝０．９９９４为迭代次数。??该算法可以有效地避免局部收敛的发生，并??且具有更快的收敛速度。谐波的幅值和相角随着??权值的更新来不断改变，表示为：??〇ｍ＝?ＶＷｉｎＸ?（２７）??＾ａｒｃｔａｎＣｗ＾／ｗ＾．ｉ）?（２８）??使用Ａｄａｌｉｎｅ跟踪信号，缺点在于需要基波频??率己知。前面己经提到Ｐｒｏｎｙ算法可以准确地检??（２２）??（２３）??（２４）??（２５）??（２６）??（ａ）幅值－频率图?（ｂ）相角－频率图??图３只含有谐波的检测结果??Ｆｉｇ．?３?Ｃｏｎｔａｉｎｓ?ｏｎｌｙ?ｈａｒｍｏｎｉｃ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ?ｒｅｓｕｌｔｓ??（２）含间谐波和谐波??４??ｙ（ｋ）＝?Ｘ＾？ｃ〇ｓ（２７ｒ／Ａ：７；＋＾ｌ）?（１７）??ｉ＝ｌ??式中：／为谐波个数，共含两个谐波和两个间谐波。??基波频率取４９．８?Ｈｚ。各个参数如表２所示。??表２?幅值、频率和相角参数２??Ｔａｂｌｅ?２?Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ，?ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?＆?ｐｈａｓｅ?ａｎｇｌｅ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?２??谐波个数??１??２??３??４??频率／Ｈｚ??４７．７??４９．８??８７．６??１４９．４??幅值／Ｖ??８０??２３０??１５５??５??相角／（°）??２０??０??６０??６０??使用Ｐｒｏｎｙ算法分析谐波信号的结果如图４。??４９．８．２２０）??（８５．１４５）??，４６．４．７８．９＞??（１４９．４０）??）?８０?１２０?１６０??／／Ｈｚ??图４含间谐波检测的幅值－频率图??Ｆｉｇ．?４?Ｉｎｔｅｒｈａｒｍｏｎｉｃｓ?ｄｅｔｅ
【参考文献】：
期刊论文
[1]三相四线有源电力滤波器的仿真及实验[J]. 刘景远,张忠杰,万玉良,张伟. 电力电子技术. 2014(01)
[2]一种新的基于神经网络的高精度电力系统谐波分析算法[J]. 王小华,何怡刚. 电网技术. 2005(03)
本文编号：3401807
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