一种基于瞬时无功功率理论的数字谐波检测

摘要
图/表
参考文献
相关文章 (15)

全文: PDF (594 KB)
输出: BibTeX | EndNote (RIS)

摘要传统基于瞬时无功功率理论的谐波检测算法存在检测精度和动态响应速度之间的矛盾。本文提出一种数字化的实时检测新算法, 该算法用一种变步长最小均方(LMS)自适应滤波器作为检测电路中的低通滤波器。当权系数远离最佳权值时, 通过增大步长加快对时变系统的跟踪速度；当权系数接近最佳权值时, 减小步长获得较小的稳态误差。通过递推公式参数的选择, 可以对系统的动态响应速度与检测精度进行更灵活的控制。推出了该方法的理论表达公式, 该表达式增加的计算量很小, 容易实现。仿真和实验结果证明了这种谐波电流检测方法的有效性。

	服务

	把本文推荐给朋友
	加入我的书架
	加入引用管理器
	E-mail Alert
	RSS
	作者相关文章
	何英杰
	刘进军
	王兆安
	邹云屏

关键词 ：谐波检测, 瞬时无功功率理论, 自适应滤波器, 变步长

Abstract：The choice of the cut-off frequency reflects a tradeoff between maladjustment and the speed of dynamic response in the conventional detection method based on instantaneous reactive power theory. The paper proposes a novel digital real-time algorithm for detecting harmonic currents. This algorithm adopts a new variable step size least mean square(LMS) adaptive filter as LPF on harmonic detection circuit. The step-size is large when the algorithm is far from the optimum with decreasing as it approaches the optimum. The proposed algorithm allows more flexible control of misadjustment and fast convergence rate without the need to compromise one for the other. Meanwhile approximate theoretical expressions for the behavior of the algorithm are derived. The additional calculation is very little, so the algorithm presented is easy to implement. Simulation and experiment results illustrate that the performance of the proposed approach is satisfactory.

Key words： Harmonic detecting instantaneous reactive power theory adaptive filter variable step-size

收稿日期: 2009-03-11 出版日期: 2014-03-04

PACS:

TM76

基金资助:国家科技支撑计划(2007BAA12B03), 中国博士后基金特别资助项目(200801429)和国家自然科学基金(50907052)资助项目

作者简介: 何英杰男, 1978年生, 博士, 讲师, 研究方向为有源电力滤波器和无功补偿。刘进军男, 1970年生, 博士, 教授, 博士生导师, 研究方向为电力电子技术在电能质量控制、输配电系统以及分布式发电系统中的应用, 电力电子电路和系统的建模、仿真、分析和控制, 计算机控制系统及应用。

引用本文:

何英杰, 刘进军, 王兆安, 邹云屏. 一种基于瞬时无功功率理论的数字谐波检测[J]. 电工技术学报, 2010, 25(8): 185-192. He Yingjie, Liu Jinjun, Wang Zhao'an, Zou Yunping. A Digital Method for Detecting Harmonic Currents Based on Instantaneous Reactive Power Theory. Transactions of China Electrotechnical Society, 2010, 25(8): 185-192.

链接本文:

http://dgjsxb.ces-transaction.com/CN/Y2010/V25/I8/185

[1] 何益宏, 卓放, 周新, 等. 利用瞬时无功功率理论检测谐波电流方法的改进[J]. 电工技术学报, 2003, 18(1): 87-91.
[2] 朱革兰, 刘前进, 任震. pq分解法中的新谐波检测方法[J]. 电力系统及其自动化学报, 2001, 13(3): 4-6.
[3] 何益宏, 卓放, 周新, 等.一种基于瞬时无功功率理论谐波检测的离散滤波方法[J]. 电工电能新技术, 2002, 21(4): 13-15.
[4] 杨柳, 刘会金, 陈允平. 三相四线制系统任意次谐波电流的检测新方法[J]. 中国电机工程学报, 2005, 25(13): 41-44.
[5] 王立乔, 林平, 刘兆燊, 等. 基于统一模型的谐波及无功电流检测[J]. 浙江大学学报, 2005, 39(5): 691-695.
[6] 周林, 甘元兴, 雷鹏, 等. 基于瞬时无功功率理论的谐波检测新方法[J]. 高电压技术, 2005, 31(10): 67-69.
[7] 王群, 姚为正, 王兆安. 低通滤波器对谐波检测电路的影响[J]. 西安交通大学学报, 2002, 33(4): 5-8.
[8] 王群, 姚为正, 王兆安. 高通和低通滤波器对谐波检测电路检测效果的影响研究[J]. 电工技术学报, 1999, 14(5): 22-26.
[9] 李辉, 吴正国, 邹云屏, 等. 变步长自适应算法在有源滤波器谐波检测中的应用[J]. 中国电机工程学报, 2006, 26(9): 99-103.
[10] 李辉, 李亦斌, 邹云屏, 等. 一种新的变步长自适应谐波检测算法研究[J]. 电力系统自动化, 2005, 29(2): 69-73.
[11] 张鹏鹰, 王向军, 曹跃云. 并联型电力有源滤波器直流电容电压控制的研究[J]. 电力电子技术, 2000(3): 3-6.
[12] 戴朝波, 林海雪, 雷林绪. 两种谐波电流检测方法的比较研究[J]. 中国电机工程学报, 2002, 22(1): 80-84.
[13] 王向军, 尹为民, 吴正国. 一种基于自适应滤波理论的电力有源滤波器的数学模型及性能分析[J]. 电工技术杂志, 2000, 28(1): 9-12.
[14] Luo S G, Hou Z C. An adaptive detecting method for harmonic and reactive currents[J]. IEEE Trans. on Industrial Electronics, 1995, 42(1): 85-89.
[15] 龚耀寰. 自适应滤波[M]. 北京: 电子工业出版社, 1981.
[16] Aboulnasr T, Mayyas K. A robust variable step-size LMS-type algorithm: analysis and simulations[J]. IEEE Transactions on Signal Processing, 1997, 45(3): 631-639.
[17] Kwong R H, Johnston E W. A variable step-size LMS algorithm[J]. IEEE Transactions on Signal Processing, 1992, 40(7): 1633-1642.
[18] 高鹰, 谢胜利. 一种变步长LMS 自适应滤波算法及分析[J]. 电子学报, 2001, 29(8): 1094-1097.
[19] 覃景繁, 欧阳景正. 一种新的变步长LMS 自适应滤波算法[J]. 数据采集与处理, 1997, 12(3): 171- 174.
[20] 林海雪. 电力系统的三相不对称[M]. 北京：中国电力出版社, 1998.