一种基于自适应原理的改进型FBD谐波电流检测方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103472282A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103472282103472282A(43)申请公布日2013.12.25(21)申请号201310435896.1(22)申请日2013.09.23(71)申请人东南大学地址210018江苏省南京市玄武区四牌楼2号(72)发明人吴在军施晔窦晓波胡敏强秦申蓓(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人柏尚春(51)Int.Cl.G01R19/00(2006.01)权权利要求书3页利要求书3页说明书11页说明书11页附图4页附图4页(54)发明名称一种基于自适应原理的改进型FBD谐波电流检测方法(57)摘要本发明公开了一种基于自适应原理的改进型FBD谐波电流检测算法，包括如下步骤：将传统FBD谐波电流检测算法输出信息反馈到输入端，形成闭环检测系统；使用自适应算法内核替代传统FBD算法中的低通滤波器，并对自适应算法内核进行改进；将所得的谐波信号通过移相正反馈环节引入输入端。上述方法保留了传统FBD谐波电流检测方法适用范围广的优点，并使FBD算法形成闭环控制，增强系统的抗干扰能力；同时在系统电流输入端引入移相正反馈环节，使谐波电流检测算法对系统电流对系统电流突变保留较快的响应速度，提出了基于自适应原理的改进型FBD谐波电流检测方法，使其适用于以DSP为核心控制芯片的SAPF系统。CN103472282ACN1034728ACN103472282A权利要求书1/3页1.一种基于自适应原理的改进型FBD谐波电流检测算法，其特征在于：包括如下步骤：①、将传统FBD谐波电流检测算法输出信号连接到输入端，形成闭环检测系统；②、使用自适应算法内核替代传统FBD算法中的低通滤波器，并对自适应算法内核进行改进；③、将所得的谐波信号通过移相正反馈环节引入输入端。2.如权利要求1所述的算法，其特征在于：所述步骤①中，运用传统FBD谐波检测法与自适应谐波电流检测法在算法结构上的相似性，将传统FBD谐波检测法输出端连接到乘法器输入端，保持电网电流实测信号在输出端的连接方法不变，形成闭环检测系统。3.如权利要求2所述的算法，其特征在于：所述闭环检测系统中，所采用的FBD谐波电流检测算法如下：给出三相系统电压为：定义三相系统电压矢量为：三相系统电流表现形式为：定义三相系统电流矢量为：定义系统基波有功功率为：结合式（1）、（2）、（3）、（4）和（5）可得基波有功电导为：2CN103472282A权利要求书2/3页为避免实测电压波形毛刺和畸变对检测系统准确性的影响，使用电压锁相环得到电压锁相信号表述如下：得出基波等效有功电导为：将锁相后的电压矢量uPLL中各个分量移相π/2后得到系统的余弦参考矢量，记为uPLL′，则此时基波等效无功电导为：通过低通滤波器将公式和中的交流成分滤除后，剩余直流成分为：则此时a、b、c三相基波正序电流表述为：定义基波电流矢量为：此时可以得到谐波参考电流为：在FBD谐波检测算法的输出端保留式（13）所示运算过程，并用替代传统FBD谐波检测法中式（8）、（9）所使用的三相系统电流矢量i，得出新的系统等效电导为：从而形成闭环FBD谐波电流检测算法；3CN103472282A权利要求书3/3页前述各式中Um为网侧电压幅值；ω为系统角频率；ui,其中i=a、b或c，为i相电网电压；ii,其中i=a、b或c，为逆变器输出i相电流；In+与分别为n次系统正序电流幅值和相位；In-与分别为n次系统负序电流幅值和相位；In0与分别为n次零序电流幅值和相位；与分别为由电压锁相信号获取的系统等效有功与无功电导，下标p表示有功分量，q表示无功分量。4.如权利要求3所述的算法，其特征在于：步骤②中，将步骤①中的闭环FBD谐波电流检测算法中的低通滤波器使用自适应算法内核进行替换：定义经LMS自适应内核滤波后系统的权值系数为：此时所得谐波参考电流为：同时自适应算法内核的输入信号可以表述为：此处给出改造后的自适应算法内核表述为：Wk(n+1)=Wk(n)+2μk(n).uk(n)（18）pk(n+1)=β.pk(n)+(1-β).uk(n)（20）其中k=p或q，Wk为经过自适应算法内核滤波后的权值系数；μk为自适应算法步长；pk为误差滤波值；α、β和γ为自适应算法系数。5.如权利要求4所述的算法，其特征在于：将上式（20）改造为：pk(n+1)=β.pk(n)+(1-β).uk(n)uk(n-1)（21）。6.如权利要求5所述的算法，其特征在于：步骤③中：将谐波参考电流经过移相，并乘以反馈系数Kg后与系统电流i相加，形成正反馈，此时等效外界输入电流i′可以表述为：使用i′替代式（14）中的从而形成系统等效电导的