有源电力滤波的智能谐波检测与新型控制方法研究

论文摘要

随着现代电力技术的发展,电网中的谐波、无功功率等“电力公害”问题日益严重。这些电力污染已经威胁到了用户设备的安全运行,也越来越受到相关人员的重视。有源电力滤波器作为消除谐波的一种有效方法,已在一些发达国家较多地得到运用,其相关基础理论也已经初步成熟,但是现有的各种方法仍然存在其自身的不足,因此也有很多科研人员致力于有源滤波这个领域,做了大量研究工作。鉴于以上现状,本文主要对有源电力滤波器的谐波检测和主电路控制两个主要部分进行了研究,采用了一种智能谐波检测和新型控制方法,取得了较好的效果。在谐波检测方面,本文在前人研究的基础上,采用了基于Hopfield神经网络的智能谐波检测方法,并用DSP对其进行了编程实现。为了证实该智能方法的有效性和实时性,本文设计了在不同输入情况和不同初始条件下的谐波检测实验,其实验结果令人满意,同时也说明了该检测方法所具有的优势。在有源电力滤波器主电路控制方面,本文首次将逆模型控制的方法应用于主电路的控制中,由于逆模型不易精确地得到,本文采用了BP神经网络来逼近其逆模型。将训练好的神经网络逆模型当作控制器串联在主电路前,得到了一个较为理想的伪线性系统。本文使用Matlab仿真软件在不同情况下对该控制方法进行了仿真实验,其实验结果证实了逆模型控制方法的可行性。最后对有源电力滤波系统进行了仿真验证,最终证明其具有较好的滤波效果。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 电力谐波的基本概念
• 1.3 电力谐波产生的原因及危害
• 1.3.1 电力谐波产生的原因及分类
• 1.3.2 谐波对电力系统的危害
• 1.4 谐波的抑制措施
• 1.5 论文的研究背景、意义和主要内容
• 第二章 有源电力滤波器
• 2.1 有源电力滤波器的发展、现状及有待解决的问题
• 2.1.1 有源电力滤波器的发展历程
• 2.1.2 有源电力滤波器的发展现状
• 2.1.3 电力滤波技术有待解决的问题
• 2.2 有源电力滤波器的基本原理
• 2.3 有源电力滤波器主电路的形式
• 2.4 有源电力滤波器的分类
• 2.4.1 并联型有源电力滤波器
• 2.4.2 串联型有源电力滤波器
• 2.5 有源滤波的谐波检测方法
• 2.6 补偿电流控制
• 第三章 Hopfield神经网络谐波检测及其DSP实现
• 3.1 神经网络的基本结构和基本原理
• 3.1.1 人工神经元模型
• 3.1.2 人工神经网络模型
• 3.1.3 学习规则
• 3.1.4 人工神经网络分类
• 3.1.5 神经网络的优势与不足
• 3.2 Hopfield神经网络
• 3.2.1 Hopfield神经网络概述
• 3.2.2 连续型Hopfield网络及其能量函数
• 3.3 Hopfield神经网络谐波检测算法
• 3.4 谐波检测的DSP实现
• 3.4.1 DSP程序流程图
• 3.4.2 实验内容与结果
• 3.4.3 结论
• 第四章 主电路的神经网络直接逆模型控制
• 4.1 逆模型基础
• 4.1.1 逆模型的概念
• 4.1.2 伪线性系统
• 4.1.3 逆系统控制原理与步骤
• 4.1.4 逆模型的设计
• 4.2 基于神经网络的逆模型控制
• 4.2.1 基于神经网络的逆模型控制原理
• 4.2.2 神经网络逆模型辨识结构分析
• 4.3 主电路的神经网络直接逆模型控制
• 4.4 仿真实验
• 4.4.1 神经网络的训练
• 4.4.2 神经网络逆模型控制效果的验证
• 4.4.3 有源滤波系统仿真
• 4.4.4 总结
• 参考文献
• 附录
• 发表论文和参加科研情况说明
• 致谢