基于諧波快速檢測算法的SAPF電流補償研究
發(fā)布時間：2021-09-19 14:45
主要研究并聯(lián)有源電力濾波器（SAPF）的諧波電流補償策略。傳統(tǒng)的諧波檢測方法在三相電網(wǎng)磁場畸變時無法保證應(yīng)有的準(zhǔn)確度,因此很容易降低有源電力濾波器（APF）的諧波補償效果。針對這一問題,使用Prony算法與改進(jìn)的Adaline模型相結(jié)合進(jìn)行諧波檢測分析,再進(jìn)行電流補償。仿真結(jié)果驗證了模型、算法的正確性,符合IEEE標(biāo)準(zhǔn)519-2014的要求。
【文章來源】：電力電子技術(shù). 2020,54(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：5 頁
【部分圖文】：
圖１三相四線制ＳＡＰＦ拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．?１?Ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ?ｆｏｕｒ－ｗｉｒｅ?ＳＡＰＦ?ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??
年?４?月?Ｐｏｗｅｒ?Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ?Ａｐｒｉｌ?２０２０??中的濾波器提供電壓，使得功率開關(guān)電路能夠產(chǎn)??生補償電流。在工作過程中當(dāng)開關(guān)執(zhí)行斷電操作??時，過濾器將產(chǎn)生功率損耗，需要通過直流環(huán)節(jié)的??電壓控制反饋，保持電壓穩(wěn)定和減小誤差的大校??２．２?滯環(huán)電流控制??所采用的滯環(huán)電流控制基本思想是：首先諧??波補償電流指令信號Ｃ與諧波實際補償電流信??號＾通過比較產(chǎn)生偏移信號Ａ；ｕ，Ａｉｕ經(jīng)滯環(huán)比較??器輸出ＰＷＭ波控制功率開關(guān)管??滯環(huán)比較法的基本原理圖如圖２所示。??＿｜?滯環(huán)比較?ｉ＂｜?ｐｗｍ?，??圖２滯環(huán)控制示意圖??Ｆｉｇ．?２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ?ｃｏｎｔｒｏｌ??首先設(shè)定一個滯環(huán)寬度Ｗ，當(dāng)－Ｗ＜Ａｉｕ＜／／時，??滯環(huán)比較器輸出ＰＷＭ波保持不變；當(dāng)Ａｉｕ＞／／或??乂？＜－／／時，輸出結(jié)果發(fā)生偏轉(zhuǎn)。此外，假設(shè)初始時??刻乂逐漸增大，當(dāng)ＡｂＺ／即ｉｕ－Ｃ＞／／時，滯環(huán)比較??器輸出發(fā)生偏轉(zhuǎn)乂逐漸減小，即：??ｄｉＪｄｔ＝（Ｕ？－ＵＪ２）／（２Ｌ）?（１）??—旦即時，滯環(huán)比較器輸出??又發(fā)生偏轉(zhuǎn)乂逐漸增加，即：??ｄｉＪｄｔ＝（Ｕ？＋ＵＪ２）／（２Ｌ）?（２）??但是，當(dāng)時，它將保持當(dāng)前狀態(tài)模??式直到當(dāng)前ＰＷＭ控制模式進(jìn)入另一個狀態(tài)。如??此往復(fù)，實際產(chǎn)生的＆將在Ｇ附近變化，滯環(huán)跟??蹤控制通過此法使補償電流跟蹤指令電流。??２．３諧波電流檢測??２．３．１?Ｐｒｏｎｙ算法檢測基波頻率??實際運行中電力系統(tǒng)由于各種擾動因素的存??在，其頻率不是穩(wěn)定不變的，而是在工頻附近波??動，頻移會導(dǎo)致ＡＰＦ的補償作用減弱
）／Ａ／??式中：說＝０．９；爲(wèi)＝０．９９９４為迭代次數(shù)。??該算法可以有效地避免局部收斂的發(fā)生，并??且具有更快的收斂速度。諧波的幅值和相角隨著??權(quán)值的更新來不斷改變，表示為：??〇ｍ＝?ＶＷｉｎＸ?（２７）??＾ａｒｃｔａｎＣｗ＾／ｗ＾．ｉ）?（２８）??使用Ａｄａｌｉｎｅ跟蹤信號，缺點在于需要基波頻??率己知。前面己經(jīng)提到Ｐｒｏｎｙ算法可以準(zhǔn)確地檢??（２２）??（２３）??（２４）??（２５）??（２６）??（ａ）幅值－頻率圖?（ｂ）相角－頻率圖??圖３只含有諧波的檢測結(jié)果??Ｆｉｇ．?３?Ｃｏｎｔａｉｎｓ?ｏｎｌｙ?ｈａｒｍｏｎｉｃ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ?ｒｅｓｕｌｔｓ??（２）含間諧波和諧波??４??ｙ（ｋ）＝?Ｘ＾？ｃ〇ｓ（２７ｒ／Ａ：７；＋＾ｌ）?（１７）??ｉ＝ｌ??式中：／為諧波個數(shù)，共含兩個諧波和兩個間諧波。??基波頻率�。矗梗�?Ｈｚ。各個參數(shù)如表２所示。??表２?幅值、頻率和相角參數(shù)２??Ｔａｂｌｅ?２?Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ，?ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?＆?ｐｈａｓｅ?ａｎｇｌｅ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?２??諧波個數(shù)??１??２??３??４??頻率／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算法分析諧波信號的結(jié)果如圖４。??４９．８．２２０）??（８５．１４５）??，４６．４．７８．９＞??（１４９．４０）??）?８０?１２０?１６０??／／Ｈｚ??圖４含間諧波檢測的幅值－頻率圖??Ｆｉｇ．?４?Ｉｎｔｅｒｈａｒｍｏｎｉｃｓ?ｄｅｔｅ
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]三相四線有源電力濾波器的仿真及實驗[J]. 劉景遠(yuǎn),張忠杰,萬玉良,張偉. 電力電子技術(shù). 2014(01)
[2]一種新的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高精度電力系統(tǒng)諧波分析算法[J]. 王小華,何怡剛. 電網(wǎng)技術(shù). 2005(03)
本文編號：3401807
【文章來源】：電力電子技術(shù). 2020,54(04)北大核心CSCD
【文章頁數(shù)】：5 頁
【部分圖文】：
圖１三相四線制ＳＡＰＦ拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．?１?Ｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅ?ｆｏｕｒ－ｗｉｒｅ?ＳＡＰＦ?ｔｏｐｏｌｏｇｉｃａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ??
年?４?月?Ｐｏｗｅｒ?Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ?Ａｐｒｉｌ?２０２０??中的濾波器提供電壓，使得功率開關(guān)電路能夠產(chǎn)??生補償電流。在工作過程中當(dāng)開關(guān)執(zhí)行斷電操作??時，過濾器將產(chǎn)生功率損耗，需要通過直流環(huán)節(jié)的??電壓控制反饋，保持電壓穩(wěn)定和減小誤差的大校??２．２?滯環(huán)電流控制??所采用的滯環(huán)電流控制基本思想是：首先諧??波補償電流指令信號Ｃ與諧波實際補償電流信??號＾通過比較產(chǎn)生偏移信號Ａ；ｕ，Ａｉｕ經(jīng)滯環(huán)比較??器輸出ＰＷＭ波控制功率開關(guān)管??滯環(huán)比較法的基本原理圖如圖２所示。??＿｜?滯環(huán)比較?ｉ＂｜?ｐｗｍ?，??圖２滯環(huán)控制示意圖??Ｆｉｇ．?２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｈｙｓｔｅｒｅｓｉｓ?ｃｏｎｔｒｏｌ??首先設(shè)定一個滯環(huán)寬度Ｗ，當(dāng)－Ｗ＜Ａｉｕ＜／／時，??滯環(huán)比較器輸出ＰＷＭ波保持不變；當(dāng)Ａｉｕ＞／／或??乂？＜－／／時，輸出結(jié)果發(fā)生偏轉(zhuǎn)。此外，假設(shè)初始時??刻乂逐漸增大，當(dāng)ＡｂＺ／即ｉｕ－Ｃ＞／／時，滯環(huán)比較??器輸出發(fā)生偏轉(zhuǎn)乂逐漸減小，即：??ｄｉＪｄｔ＝（Ｕ？－ＵＪ２）／（２Ｌ）?（１）??—旦即時，滯環(huán)比較器輸出??又發(fā)生偏轉(zhuǎn)乂逐漸增加，即：??ｄｉＪｄｔ＝（Ｕ？＋ＵＪ２）／（２Ｌ）?（２）??但是，當(dāng)時，它將保持當(dāng)前狀態(tài)模??式直到當(dāng)前ＰＷＭ控制模式進(jìn)入另一個狀態(tài)。如??此往復(fù)，實際產(chǎn)生的＆將在Ｇ附近變化，滯環(huán)跟??蹤控制通過此法使補償電流跟蹤指令電流。??２．３諧波電流檢測??２．３．１?Ｐｒｏｎｙ算法檢測基波頻率??實際運行中電力系統(tǒng)由于各種擾動因素的存??在，其頻率不是穩(wěn)定不變的，而是在工頻附近波??動，頻移會導(dǎo)致ＡＰＦ的補償作用減弱
）／Ａ／??式中：說＝０．９；爲(wèi)＝０．９９９４為迭代次數(shù)。??該算法可以有效地避免局部收斂的發(fā)生，并??且具有更快的收斂速度。諧波的幅值和相角隨著??權(quán)值的更新來不斷改變，表示為：??〇ｍ＝?ＶＷｉｎＸ?（２７）??＾ａｒｃｔａｎＣｗ＾／ｗ＾．ｉ）?（２８）??使用Ａｄａｌｉｎｅ跟蹤信號，缺點在于需要基波頻??率己知。前面己經(jīng)提到Ｐｒｏｎｙ算法可以準(zhǔn)確地檢??（２２）??（２３）??（２４）??（２５）??（２６）??（ａ）幅值－頻率圖?（ｂ）相角－頻率圖??圖３只含有諧波的檢測結(jié)果??Ｆｉｇ．?３?Ｃｏｎｔａｉｎｓ?ｏｎｌｙ?ｈａｒｍｏｎｉｃ?ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ?ｒｅｓｕｌｔｓ??（２）含間諧波和諧波??４??ｙ（ｋ）＝?Ｘ＾？ｃ〇ｓ（２７ｒ／Ａ：７；＋＾ｌ）?（１７）??ｉ＝ｌ??式中：／為諧波個數(shù)，共含兩個諧波和兩個間諧波。??基波頻率�。矗梗�?Ｈｚ。各個參數(shù)如表２所示。??表２?幅值、頻率和相角參數(shù)２??Ｔａｂｌｅ?２?Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ，?ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ?＆?ｐｈａｓｅ?ａｎｇｌｅ?ｐａｒａｍｅｔｅｒｓ?２??諧波個數(shù)??１??２??３??４??頻率／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算法分析諧波信號的結(jié)果如圖４。??４９．８．２２０）??（８５．１４５）??，４６．４．７８．９＞??（１４９．４０）??）?８０?１２０?１６０??／／Ｈｚ??圖４含間諧波檢測的幅值－頻率圖??Ｆｉｇ．?４?Ｉｎｔｅｒｈａｒｍｏｎｉｃｓ?ｄｅｔｅ
【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]三相四線有源電力濾波器的仿真及實驗[J]. 劉景遠(yuǎn),張忠杰,萬玉良,張偉. 電力電子技術(shù). 2014(01)
[2]一種新的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高精度電力系統(tǒng)諧波分析算法[J]. 王小華,何怡剛. 電網(wǎng)技術(shù). 2005(03)
本文編號：3401807
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