并联型有源电力滤波器谐波检测算法研究

摘要

非线性负荷的大量应用给电网带来了严重的谐波污染,并由此产生了一系列电能质量问题,安装有源电力滤波器是解决谐波问题的有效措施之一。谐波检测是有源电力滤波器非常关键的一环,只有准确地检测到了谐波才能进行合理的补偿。针对现阶段有源电力滤波器谐波电流检测方法存在的计算量大、需要低通滤波及锁相环节等不足,本论文提出三种改进的谐波检测算法。(1)一种基于离散傅里叶变换的滑窗迭代算法。区别于已有的滑窗迭代算法,新算法通过迭代可以直接输出谐波电流,不需要反变换或波形重构过程,进一步减少了计算量。此算法同样适用于任意单次谐波电流的检测和三相基波正序分量的提取。(2)一种基于迭代傅里叶变换的无锁相环三相有功、无功电流检测方法。利用αβ变换将三相电压、电流变为两相,并将α轴和β轴分量构成复数,经迭代傅里叶变换后仅输出正序分量。再根据电压电流的相位特性计算出功率因数,即可得到基波有功、无功电流。(3)一种变步长自适应最小均方谐波检测算法,将负荷电流中基波有功分量与自适应滤波器输出基波有功分量的差值作为跟踪信号,利用滑动积分提取跟踪信号与电压相位信号乘积的直流分量,再将结果与权系数比值的绝对值作为模糊调整步长的输入量,进行谐波电流检测。采用所提算法,当权系数逐渐接近最佳值时,步长逐渐减小以保证较小的稳态误差,并能够有效避免不相关噪声信号的干扰。在MATLAB/simulink下搭建并联型三相四线制APF仿真模型,通过仿真验证了所提出的谐波检测算法的正确性。