基于動(dòng)態(tài)因子諧波檢測(cè)方法的有源濾波器應(yīng)用研究.pdf

1、隨著用電設(shè)備對(duì)電能質(zhì)量要求的提高，諧波抑制和無(wú)功補(bǔ)償問(wèn)題越來(lái)越受到廣泛的研究和重視，而以諧波抑制、無(wú)功補(bǔ)償為主要功能的有源電力濾波器(Active Power Filter, APF)的基本理論已經(jīng)成熟，其采用現(xiàn)代電力電子技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)和先進(jìn)控制理論，被視為現(xiàn)在解決諧波污染的最有效和最具潛力的途徑。本文在綜合國(guó)內(nèi)外相關(guān)文獻(xiàn)基礎(chǔ)上，介紹了有源電力濾波器的發(fā)展歷程、現(xiàn)狀和趨勢(shì)，以及有源電力濾波器的分類(lèi)和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對(duì)單相并聯(lián)型有源電力

2、濾波器的諧波檢測(cè)和并聯(lián)型有源電力濾波器的控制策略兩個(gè)主要部分進(jìn)行了研究，仿真和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了方法的有效性和合理性。
　　首先，介紹了有源電力濾波器的發(fā)展及研究現(xiàn)狀，并對(duì)諧波產(chǎn)生的原因及其危害和諧波檢測(cè)算法做了概括性的論述和總結(jié)。
　　其次，通過(guò)對(duì)并聯(lián)型有源電力濾波器的工作原理和工作特性的分析，提出了三種諧波及無(wú)功電流檢測(cè)方法。鑒于傳統(tǒng)自適應(yīng)諧波檢測(cè)算法中步長(zhǎng)的選擇需要在收斂速度與穩(wěn)態(tài)精度之間進(jìn)行折衷考慮，降低了算法的實(shí)用性。為了

3、克服此局限性，首先，本文提出動(dòng)態(tài)因子LMS(Dynamic Factor Least Mean Square, DFLMS)自適應(yīng)諧波檢測(cè)算法，通過(guò)引入動(dòng)量項(xiàng)，并利用誤差信號(hào)在相鄰時(shí)刻的時(shí)間均值估計(jì)來(lái)控制步長(zhǎng)更新，大大加快了算法的收斂速度。采用動(dòng)態(tài)因子項(xiàng)對(duì)誤差進(jìn)行再次調(diào)解，減小了低信噪比情況下的穩(wěn)態(tài)失調(diào)，增強(qiáng)了算法對(duì)噪聲的抗干擾性。其次，針對(duì)DFLMS算法的基本原理和理論推導(dǎo)做了詳細(xì)的闡述，并通過(guò)仿真和實(shí)驗(yàn)將DFLMS算法與其他自適應(yīng)諧

4、波檢測(cè)方法在有源電力濾波器中的應(yīng)用進(jìn)行了對(duì)比。在此基礎(chǔ)上對(duì)算法進(jìn)行改進(jìn)，提出多重因子變步長(zhǎng)(Multi-Factor Least Mean Square, MFLMS)自適應(yīng)諧波檢測(cè)算法，該方法增加了相鄰時(shí)刻誤差信號(hào)的自相關(guān)值及靜態(tài)因子對(duì)權(quán)值迭代的影響，并利用誤差信號(hào)的時(shí)間均值估計(jì)來(lái)控制步長(zhǎng)更新，加快了諧波檢測(cè)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。最后，為了進(jìn)一步提高跟蹤后的精度，在一定的時(shí)間后增加相鄰時(shí)刻誤差信號(hào)的自相關(guān)值及靜態(tài)因子對(duì)權(quán)值迭代的影響，提出了

5、限幅變步長(zhǎng)LMS(Limiting Least Mean Square, LLMS)諧波檢測(cè)算法，對(duì)算法進(jìn)行了進(jìn)一步的改進(jìn)。結(jié)果表明上述三種自適應(yīng)諧波和無(wú)功電流檢測(cè)方法具有實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單、響應(yīng)速度更快、穩(wěn)態(tài)精度更高的優(yōu)點(diǎn)。
　　最后，對(duì)有源電力濾波器進(jìn)行了應(yīng)用研究。在對(duì)有源電力濾波器的主電路進(jìn)行研究的基礎(chǔ)上，給出功率器件的選取原則和主要電路參數(shù)的計(jì)算方法，基于諧波電流檢測(cè)算法和電流跟蹤控制策略作了軟件的實(shí)現(xiàn)，為有源電力濾波器的實(shí)際應(yīng)用提