一種穩(wěn)健的自適應(yīng)諧波電流檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電力系統(tǒng)的諧波電流檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電力電子器件在電力系統(tǒng)中的大量使用，電網(wǎng)諧波污染問題日益突出，嚴(yán)重 影響電網(wǎng)的電能質(zhì)量和用戶設(shè)備的安全運(yùn)行。作為一種有效抑制諧波污染的電力電子裝 置，有源電力濾波器（APF)得到了廣泛的關(guān)注，其工作原理為：通過對(duì)電網(wǎng)諧波電流的實(shí)時(shí) 檢測(cè)，控制逆變器產(chǎn)生一個(gè)大小相等、方向反相的諧波電流并注入到電網(wǎng)中，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電 網(wǎng)諧波污染的抑制。APF諧波抑制性能的好壞主要依賴于諧波電流檢測(cè)的實(shí)時(shí)性和精確性， 因此諧波電流檢測(cè)方法至關(guān)重要。目前，研宄人員提出了多種方法來檢測(cè)諧波電流。在眾 多諧波電流檢測(cè)方法中，自適應(yīng)諧波電流檢測(cè)方法作為一個(gè)閉環(huán)檢測(cè)方法，對(duì)電網(wǎng)參數(shù)的 變化具有自適應(yīng)性，對(duì)單相、三相系統(tǒng)具有通用性，得到了國(guó)內(nèi)外的廣泛關(guān)注。
[0003] 自適應(yīng)諧波電流檢測(cè)方法利用信號(hào)處理中的自適應(yīng)干擾對(duì)消技術(shù)，將電網(wǎng)電壓作 為參考輸入，負(fù)載電流作為原始輸入，從負(fù)載電流中消去與電網(wǎng)電壓波形相同的有功分量， 進(jìn)而得到廣義諧波電流。
[0004] 目前的自適應(yīng)諧波電流檢測(cè)方法主要是基于箕舌線函數(shù)的變步長(zhǎng)自適應(yīng)諧波電 流檢測(cè)方法，見參考文獻(xiàn)1"基于箕舌線函數(shù)的變步長(zhǎng)自適應(yīng)諧波電流檢測(cè)算法"（宋志雄， 喻翌，趙海全，電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2013, 37(22) :54-59.)。該方法采用基于箕舌線函數(shù)的變 步長(zhǎng)方法解決了自適應(yīng)諧波電流檢測(cè)過程中存在的檢測(cè)精度與動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度的矛盾。但是 由于該方法中的權(quán)系數(shù)更新過程沒有濾除強(qiáng)非周期畸變電流對(duì)權(quán)系數(shù)的影響，在負(fù)載電流 中存在較強(qiáng)的非周期畸變電流的情況下，該方法抗干擾能力低，檢測(cè)精度有待提高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的發(fā)明目的就是提供一種穩(wěn)健的自適應(yīng)諧波電流檢測(cè)方法，該方法檢測(cè)精 度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快、抗干擾能力強(qiáng)，且該方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，硬件成本低。
[0006] 本發(fā)明實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的所采用的技術(shù)方案是，一種穩(wěn)健的自適應(yīng)諧波電流檢測(cè)方 法，其步驟如下：
[0007] A、信號(hào)采樣
[0008] 對(duì)電力系統(tǒng)的負(fù)載電流進(jìn)行采樣得到當(dāng)前時(shí)刻η的離散值ijn);電力系統(tǒng)的電 源電壓經(jīng)鎖相環(huán)輸出標(biāo)準(zhǔn)正弦信號(hào)，采樣得到當(dāng)前時(shí)刻η的參考信號(hào)u(n);
[0009] B、基波有功電流估計(jì)
[0010] 將參考信號(hào)u (η)通過自適應(yīng)濾波器得到基波有功電流估計(jì)值I1Oihi1 (n) =u (η) w (η)，其中，w (η)為自適應(yīng)濾波器在當(dāng)前時(shí)刻η的權(quán)系數(shù)，其初始值為零；
[0011] C、諧波電流檢測(cè)
[0012] 將步驟A中獲得的負(fù)載電流離散值ijn)減去基波有功電流估計(jì)值ijn)，得到廣 義諧波電流檢測(cè)值if(n)，i f(n) = iLOO-iJn);
[0013] D、濾波器權(quán)系數(shù)更新
[0014] Dl、計(jì)算評(píng)價(jià)函數(shù)
[0015] 計(jì)算出濾波器當(dāng)前時(shí)刻η的權(quán)系數(shù)w(n)更新的評(píng)價(jià)函數(shù)Φ (if(n))，
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種穩(wěn)健的自適應(yīng)諧波電流檢測(cè)方法，其步驟如下： A、 信號(hào)義樣 對(duì)電力系統(tǒng)的負(fù)載電流進(jìn)行采樣得到當(dāng)前時(shí)刻n的離散值i^n);電力系統(tǒng)的電源電 壓經(jīng)鎖相環(huán)輸出標(biāo)準(zhǔn)正弦信號(hào)，采樣得到當(dāng)前時(shí)刻n的參考信號(hào)u(n); B、 基波有功電流估計(jì) 將參考信號(hào)u(n)通過自適應(yīng)濾波器得到基波有功電流估計(jì)值ii(n)，ii(n) =u(n)w(n)，其中，w(n)為自適應(yīng)濾波器在當(dāng)前時(shí)刻n的權(quán)系數(shù)，其初始值為零； C、 諧波電流檢測(cè) 將步驟A中獲得的負(fù)載電流離散值i^n)減去基波有功電流估計(jì)值ii(n)，得到廣義諧 波電流檢測(cè)值if(n)，if(n) =iL(n)-ii(n); D、 濾波器權(quán)系數(shù)更新 D1、計(jì)算評(píng)價(jià)函數(shù) 計(jì)算出濾波器當(dāng)前時(shí)刻n的權(quán)系數(shù)w(n)更新的評(píng)價(jià)函數(shù)iD(if(n))，
其中，C為闊值參數(shù)，其參考取值為；《=1.96式.〇?)，式州為闊值估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)差，（^,〇?)由 下式計(jì)算：
其中，C為常數(shù)，C=1. 483 (1+5/ (N,-l))，A為遺忘因子，其取值范圍為0. 800~0. 999，N，為估計(jì)窗大小，其取值范圍為5~15 ;med(?)表示取向量中間值運(yùn)算，Ai(n)為廣義諧 波電流平方向量，人,(。)={/.;.(")，/;.("-1)，~./;("-八'',,.+ 1)}; D2、計(jì)算步長(zhǎng)因子 計(jì)算評(píng)價(jià)函數(shù)(if(n))與參考信號(hào)11(11)的互相關(guān)估計(jì)p(n)，p(n) = |3p(n-l) + (l-|3)Mif(n))u(n) 其中，e為互相關(guān)估計(jì)遺忘因子，其取值范圍為0.800~0.999; 根據(jù)互相關(guān)估計(jì)p(n)，計(jì)算出步長(zhǎng)因子y(n)，
其中，b為步長(zhǎng)控制參數(shù)，其取值范圍為1~100,a(n)為步長(zhǎng)幅值變量，由下式計(jì)算a(n) =aa(n-l) +丫p2(n) 其中，a為幅值相關(guān)參數(shù)，其取值范圍為0.800~0.999，丫為幅值更新參數(shù)，其取值 范圍為0.001~0.050 ; 對(duì)步長(zhǎng)因子y(n)進(jìn)行修正，得到修正后的步長(zhǎng)因子而刀，
其中，Um。,為步長(zhǎng)因子y(n)的上限值，其取值范圍為0. 1~1，ymi。為步長(zhǎng)因子y(n) 的下限值，其取值范圍為0.001~0.010 ; D3、濾波器權(quán)系數(shù)更新 計(jì)算下一時(shí)刻n+1的自適應(yīng)濾波器的權(quán)系數(shù)W(n+1)， +1) = >^(巧)+ //〇?)*//(// ("))!/〇?) E、令n二n+1，重復(fù)B、C、D的步驟，即可實(shí)時(shí)檢測(cè)出諧波電流。
【專利摘要】一種穩(wěn)健的自適應(yīng)諧波電流檢測(cè)方法，其步驟如下：A、對(duì)非正弦負(fù)載電流進(jìn)行采樣得到在n時(shí)刻的離散值iL(n)；電源電壓經(jīng)鎖相環(huán)輸出標(biāo)準(zhǔn)正弦信號(hào)，采樣得到參考信號(hào)u(n)；B、將參考信號(hào)u(n)通過自適應(yīng)濾波器得到基波有功電流估計(jì)值i1(n)，i1(n)＝u(n)w(n)；C、將步驟A中獲得的負(fù)載電流離散值iL(n)減去基波有功電流估計(jì)值i1(n)，得到廣義諧波電流檢測(cè)值if(n)，if(n)＝iL(n)-i1(n)；D、通過下式計(jì)算出下一時(shí)刻n+1的自適應(yīng)濾波器的權(quán)系數(shù)w(n+1)，E、令n＝n+1,重復(fù)B、C、D的步驟,即可實(shí)時(shí)檢測(cè)出諧波電流。該方法檢測(cè)精度高、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快、抗干擾能力強(qiáng)，且該方法結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)，硬件成本低。
【IPC分類】G01R19-00
【公開號(hào)】CN104793034
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510130268
【發(fā)明人】趙海全, 鄭宗生
【申請(qǐng)人】西南交通大學(xué)
【公開日】2015年7月22日
【申請(qǐng)日】2015年3月24日