有源电力滤波器谐波电流智能测控方法研究

论文题目: 有源电力滤波器谐波电流智能测控方法研究

论文类型: 博士论文

论文专业: 电工理论与新技术

作者: 王萍

导师: 孙雨耕

关键词: 有源电力滤波器,谐波检测,神经网络,遗传算法,滞环控制,逆变器,模糊控制

文献来源: 天津大学

发表年度: 2005

论文摘要: 有源电力滤波器(Active Power Filter——APF)可用来对电力系统中的谐波、无功等进行综合补偿,是解决电力谐波问题最具前景的手段之一。有源电力滤波器中畸变电流的检测与控制是决定其补偿效果的关键环节,是研究APF应用的基础。由于测控对象是个非线性的复杂系统,因而智能测控技术的应用具有很大潜力。本文研究有源电力滤波器畸变电流的智能测控方法,以适应电力系统的复杂性及不同有源电力滤波器应用的要求。本文将Hopfield神经网络优化理论用于谐波检测中,提出了一种基于Hopfield神经网络(HNN)的谐波电流检测方法。该方法的优点是能够自适应地检测出电网基波和各次谐波分量的幅值和相角,采样数据实时处理,速度快,实时性好,网络不需要预先进行训练。采用一种新的基于正交锁相环(QPLL)的电网频率检测方法,并与Hopfield神经网络相结合,构成QPLL-HNN谐波电流检测系统。该系统能够同时适用于已知电网精确频率和电网基频发生变化的场合,实现电网频率及各次谐波的精确检测。仿真结果表明检测方法具有很好的实时性和较高的检测精度以及自适应跟踪负载电流变化的能力。提出有源电力滤波器补偿电流的智能滞环控制方法,包括基于遗传算法的滞环控制方法和基于神经网络的滞环控制方法。遗传算法控制能够优化开关时刻,进而实现补偿电流的优化控制。该方法的主要优点是可以有效降低有源电力滤波器的开关频率,进而减小滤波器工作损耗。用BP神经网络构成滞环控制器,并通过DSP数字实现。该方案可实现神经网络对快速变量的控制,提高滞环控制的性能,使系统对参数的变化有较强的不灵敏性和鲁棒性。仿真和实验结果证明控制策略正确、可行。本文将并联电流型有源电力滤波器加在逆变器直流侧,取代电解电容,应用模糊逻辑控制和滞环控制实现电流型APF的控制,使有源电力滤波器补偿逆变器产生的谐波。理论分析和仿真、实验研究证明,有源电力滤波器可以有效补偿逆变器输入谐波电流,从而“硅解”电解电容,实现逆变器直流侧的有源补偿。

论文目录:

第一章 绪论

1.1 引言

1.2 谐波危害及其治理

1.2.1 谐波危害

1.2.2 谐波治理

1.3 有源电力滤波器

1.3.1 有源电力滤波器的发展与结构

1.3.2 有源电力滤波器的功率特性

1.3.3 有源电力滤波器中的测控技术以及智能控制的应用

1.4 电力电子变流器

1.5 论文的主要工作

第二章 基于Hopfield 神经网络的谐波电流检测方法

2.1 引言

2.2 Hopfield 神经网络理论

2.2.1 神经网络的特点与基本结构

2.2.2 Hopfield 神经网络模型

2.2.3 Hopfield 网络稳定性

2.2.4 Hopfield 网络能量函数实现的优化计算

2.3 基于Hopfield 神经网络的谐波电流检测方法

2.3.1 基于时间窗的Hopfield 神经网络谐波电流检测方法

2.3.2 基于自适应的Hopfield 神经网络谐波电流检测方法

2.4 QPLL-Hopfield 神经网络谐波电流检测方法

2.4.1 电网信号频率的检测

2.4.2 基于正交锁相环的频率检测方法

2.4.3 QPLL-Hopfield 神经网络谐波电流检测

2.5 仿真研究

2.5.1 定性分析谐波检测电路

2.5.2 各次谐波的检测

2.5.3 电网频率检测

2.6 本章小结

第三章 有源电力滤波器补偿电流智能控制方法研究

3.1 引言

3.2 滞环控制基本原理

3.3 基于遗传算法的滞环控制

3.3.1 遗传算法简介

3.3.2 遗传算法控制器

3.4 基于神经网络的滞环控制

3.4.1 BP 网络及L-M 算法

3.4.2 神经网络滞环控制器

3.4.3 仿真与实验

3.5 本章小结

第四章 变流器直流侧有源补偿的研究

4.1 引言

4.2 电解电容的“硅解”方法

4.2.1 电解电容的作用

4.2.2 电解电容的“硅解”方法

4.3 逆变器直流侧谐波分析

4.3.1 逆变器输入电流的开关函数描述

4.3.2 三相平衡负载下电流谐波分析

4.3.3 三相不平衡负载下电流谐波分析

4.4 变流器直流侧谐波的有源补偿

4.4.1 直流侧有源电力滤波器

4.4.2 有源电力滤波器的控制

4.5 实验研究

4.5.1 APF 主电路参数的确定

4.5.2 仿真实验

4.5.3 补偿谐波电流实验

4.6 本章小结

第五章 结论

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢

发布时间: 2006-05-24

参考文献

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• [3].谐波电流注入式多相永磁电机分析与优化[D]. 康惠林.华中科技大学2015
• [4].有源电力滤波器网侧谐波电流控制技术研究[D]. 杨君.华中科技大学2014
• [5].综合型电能质量调节装置的理论与技术研究[D]. 盘宏斌.湖南大学2009
• [6].电力系统谐波、无功和负序电流综合补偿的研究[D]. 高大威.华北电力大学2001
• [7].三相桥式整流的功率因数校正技术的研究[D]. 张少如.天津大学2008
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• [9].水轮发电机不对称运行阻尼绕组电流与发热的研究[D]. 李明哲.哈尔滨理工大学2014
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