諧波的檢測學(xué)習(xí)教案

1、會計學(xué)1第一頁，共45頁。contentcontent背景背景(bijng)3.1 諧波檢測諧波檢測(jin c)概述概述3.2 基于基于FFT的諧波的諧波(xi b)檢測檢測3.3 基于瞬時功率理論的檢測基于瞬時功率理論的檢測3.4 基于基于ANN的諧波檢測的諧波檢測3.5 小結(jié)小結(jié)第1頁/共46頁第二頁，共45頁。contentcontent背景背景(bijng)3.1 諧波檢測諧波檢測(jin c)概述概述3.2 基于基于(jy)FFT的諧波檢測的諧波檢測3.3 基于瞬時功率理論的檢測基于瞬時功率理論的檢測3.4 基于基于ANN的諧波檢測的諧波檢測3.5 小結(jié)小結(jié)第2頁/共46頁第三頁，

2、共45頁。 近年來，一些非線性和時變性近年來，一些非線性和時變性(binxng)電子裝置如整流器、逆變器和各種開關(guān)電源等大規(guī)模地應(yīng)用，以及工業(yè)用電弧爐、電力機(jī)車等大功率非線性和時變性電子裝置如整流器、逆變器和各種開關(guān)電源等大規(guī)模地應(yīng)用，以及工業(yè)用電弧爐、電力機(jī)車等大功率非線性和時變性(binxng)電子裝置的使用，使得電網(wǎng)中電流波形嚴(yán)重畸變，含有大量的諧波和無功分量，給電能的生產(chǎn)和傳輸帶來危害，也影響電子設(shè)備的應(yīng)用。電子裝置的使用，使得電網(wǎng)中電流波形嚴(yán)重畸變，含有大量的諧波和無功分量，給電能的生產(chǎn)和傳輸帶來危害，也影響電子設(shè)備的應(yīng)用。 下面我以一個很常見的實(shí)例來引出今天要講的內(nèi)容。下面我以一個

3、很常見的實(shí)例來引出今天要講的內(nèi)容。第3頁/共46頁第四頁，共45頁。圖圖1 1 三相三相(sn xin(sn xin) )橋式全控整流電路橋式全控整流電路 第4頁/共46頁第五頁，共45頁。圖圖2 2 交流側(cè)電壓交流側(cè)電壓(diny)(diny)、電流及直流側(cè)電壓、電流及直流側(cè)電壓(diny)(diny)波形波形 第5頁/共46頁第六頁，共45頁。圖圖3 3 諧波諧波(xi b)(xi b)電流電流FFTFFT分析分析 第6頁/共46頁第七頁，共45頁。 上面的例子是一個典型的非線性的三相橋式整流裝置，線電流經(jīng)傅里葉分解后可以知道，其除了含有基波還含有大量的高次諧波。上面的例子是一個典型的非線

4、性的三相橋式整流裝置，線電流經(jīng)傅里葉分解后可以知道，其除了含有基波還含有大量的高次諧波。 在生活中，像這樣的負(fù)載越來越普遍，如變頻空調(diào)、周波變流器、大功率二極管或晶閘管整流器等。隨著人們對電能質(zhì)量的要求越來越高，諧波的治理顯得非常在生活中，像這樣的負(fù)載越來越普遍，如變頻空調(diào)、周波變流器、大功率二極管或晶閘管整流器等。隨著人們對電能質(zhì)量的要求越來越高，諧波的治理顯得非常(fichng)的重要，諧波檢測是諧波抑制中的關(guān)鍵技術(shù)。的重要，諧波檢測是諧波抑制中的關(guān)鍵技術(shù)。第7頁/共46頁第八頁，共45頁。contentcontent背景背景(bijng)3.1 諧波諧波(xi b)檢測概述檢測概述3.2

5、 基于基于FFT的諧波的諧波(xi b)檢測檢測3.3 基于瞬時功率理論的檢測基于瞬時功率理論的檢測3.4 基于基于ANN的諧波檢測的諧波檢測3.5 小結(jié)小結(jié)第8頁/共46頁第九頁，共45頁。n諧波檢測概述諧波檢測概述n交流電力系統(tǒng)自誕生起，在產(chǎn)生基波電量的同時就孿交流電力系統(tǒng)自誕生起，在產(chǎn)生基波電量的同時就孿生了諧波問題。目前，諧波已成為污染電力系統(tǒng)的嚴(yán)生了諧波問題。目前，諧波已成為污染電力系統(tǒng)的嚴(yán)重公害之一，解決電力系統(tǒng)諧波問題顯得非常迫切。重公害之一，解決電力系統(tǒng)諧波問題顯得非常迫切。電力系統(tǒng)諧波問題涉及面很廣，包括諧波檢測、諧波電力系統(tǒng)諧波問題涉及面很廣，包括諧波檢測、諧波分析、諧波源

6、分析、電網(wǎng)諧波潮流計算、諧波抑制以分析、諧波源分析、電網(wǎng)諧波潮流計算、諧波抑制以及在諧波情況下各種電氣量的測量及在諧波情況下各種電氣量的測量(cling)和分析等和分析等。諧波檢測是諧波問題中的一個重要分支，是各項(xiàng)工。諧波檢測是諧波問題中的一個重要分支，是各項(xiàng)工作的基礎(chǔ)和主要依據(jù)。作的基礎(chǔ)和主要依據(jù)。第9頁/共46頁第十頁，共45頁。n諧波檢測概述諧波檢測概述n現(xiàn)有的諧波檢測法按照原理可分為：現(xiàn)有的諧波檢測法按照原理可分為：(1)模擬濾模擬濾波器；波器；(2)基于基于fryze傳統(tǒng)傳統(tǒng)(chuntng)功率定義的功率定義的諧波檢測法；諧波檢測法；(3)基于傅立葉變換的諧波檢測法基于傅立葉變換的

7、諧波檢測法；(4)基于瞬時無功功率理論的諧波檢測法：基于瞬時無功功率理論的諧波檢測法：(5)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的諧波檢測法；基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的諧波檢測法；(6)基于基于ANN原理原理的諧波檢測法；的諧波檢測法；(7)基于小波分析的諧波檢測法基于小波分析的諧波檢測法。n下面重點(diǎn)介紹應(yīng)用非常廣泛的三種方法：下面重點(diǎn)介紹應(yīng)用非常廣泛的三種方法：FFT諧諧波分析、基于瞬時無功功率理論的諧波檢測法和波分析、基于瞬時無功功率理論的諧波檢測法和基于基于ANN原理的諧波檢測法。原理的諧波檢測法。第10頁/共46頁第十一頁，共45頁。contentcontent背景背景(bijng)3.1 諧波諧波(xi b)檢測概述檢

8、測概述3.2 基于基于(jy)FFT的諧波檢測的諧波檢測3.3 基于瞬時功率理論的檢測基于瞬時功率理論的檢測3.4 基于基于ANN的諧波檢測的諧波檢測3.5 小結(jié)小結(jié)第11頁/共46頁第十二頁，共45頁。傅里葉級數(shù)傅里葉級數(shù)(j sh)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)數(shù)學(xué)基礎(chǔ)v三角三角(snjio)(snjio)級數(shù)級數(shù) 形如形如 的級數(shù)稱為三角的級數(shù)稱為三角(snjio)(snjio)級數(shù)級數(shù) 其中其中a0a0 an an bn(n bn(n1 1 2 2 ) )都是常數(shù)都是常數(shù). . v三角函數(shù)系三角函數(shù)系 v三角函數(shù)系的正交性三角函數(shù)系的正交性 三角函數(shù)系中任何兩個不同的函數(shù)的乘積在三角函數(shù)系中任何兩個不同的函

9、數(shù)的乘積在 上的積分等于零上的積分等于零 而而任何兩個相同的函數(shù)的乘積在任何兩個相同的函數(shù)的乘積在 上的積分不等于零上的積分不等于零. . 1 cos x sin x cos 2x sin 2x cos nx sin nx 第12頁/共46頁第十三頁，共45頁。 設(shè)設(shè)f(x)是周期為是周期為2的周期函數(shù)的周期函數(shù) 且能展開且能展開(zhn ki)成三角級數(shù)成三角級數(shù): 且假定三角且假定三角(snjio)級數(shù)可逐項(xiàng)積分級數(shù)可逐項(xiàng)積分 則則 系數(shù)系數(shù)(xsh)a0 a1 b1 叫做函數(shù)叫做函數(shù)f(x)的傅里葉系數(shù)的傅里葉系數(shù)(xsh). v傅里葉系數(shù)傅里葉系數(shù) 第13頁/共46頁第十四頁，共45頁

10、。v收斂收斂(shulin)(shulin)條件條件狄利克雷充分條件狄利克雷充分條件 設(shè)設(shè)f(x)是周期為是周期為2的周期函數(shù)的周期函數(shù), 如果它滿足如果它滿足: (1)在一個在一個(y )周期內(nèi)連續(xù)或只有有限個第一類間斷點(diǎn)周期內(nèi)連續(xù)或只有有限個第一類間斷點(diǎn), (2)在一個在一個(y )周期內(nèi)至多只有有限個極值點(diǎn)周期內(nèi)至多只有有限個極值點(diǎn), 則則f(x)的傅里葉的傅里葉級數(shù)收斂級數(shù)收斂, 并且：并且：當(dāng)當(dāng)x是是f(x)的連續(xù)點(diǎn)時的連續(xù)點(diǎn)時, 級數(shù)級數(shù)(j sh)收斂于收斂于f(x); (+ +0+ + 當(dāng)當(dāng)x是是f(x)的間斷點(diǎn)時的間斷點(diǎn)時 級數(shù)收斂于級數(shù)收斂于 )0(21xfxf第14頁/共

11、46頁第十五頁，共45頁。離散離散(lsn)傅里葉變換（傅里葉變換（DFT）v離散傅里葉變換離散傅里葉變換(binhun)(binhun)概述概述 實(shí)際上，電力系統(tǒng)的非正弦周期波都是不規(guī)則的實(shí)際上，電力系統(tǒng)的非正弦周期波都是不規(guī)則的畸變波形，無法表示成函數(shù)解析式后用上述傅里葉級畸變波形，無法表示成函數(shù)解析式后用上述傅里葉級數(shù)進(jìn)行計算。一種常用的方法就是對該種波形的時間數(shù)進(jìn)行計算。一種常用的方法就是對該種波形的時間連續(xù)信號用采樣裝置進(jìn)行等間隔采樣，并把采樣值依連續(xù)信號用采樣裝置進(jìn)行等間隔采樣，并把采樣值依次轉(zhuǎn)換成數(shù)字序列，然后次轉(zhuǎn)換成數(shù)字序列，然后(rnhu)借助計算機(jī)進(jìn)行快借助計算機(jī)進(jìn)行快速諧

12、波分析。速諧波分析。第15頁/共46頁第十六頁，共45頁。v離散傅里葉變換離散傅里葉變換(binhun)(binhun)方法方法 離散傅里葉變換的實(shí)質(zhì)是把定積分計算返回到近似的離散傅里葉變換的實(shí)質(zhì)是把定積分計算返回到近似的累加和計算。離散傅里葉系數(shù)轉(zhuǎn)換步驟如下：累加和計算。離散傅里葉系數(shù)轉(zhuǎn)換步驟如下：1） 規(guī)格化，并入規(guī)格化，并入 中中2） 和和 積分式數(shù)字化，即連續(xù)函數(shù)積分式數(shù)字化，即連續(xù)函數(shù)f(x)代以離散序列代以離散序列 即用離散點(diǎn)代替連續(xù)點(diǎn)，用即用離散點(diǎn)代替連續(xù)點(diǎn)，用 的優(yōu)先增量代的優(yōu)先增量代替趨近于零的極限值。替趨近于零的極限值。3）相應(yīng)）相應(yīng)(xingyng)的定積分用被積元素的累

13、加和代替。的定積分用被積元素的累加和代替。0anaNTtdt/kftnanb第16頁/共46頁第十七頁，共45頁。v離散離散(lsn)(lsn)傅里葉變換離散傅里葉變換離散(lsn)(lsn)形式形式 離散離散(lsn)傅里葉變換離散傅里葉變換離散(lsn)型式為：型式為： 1, 2 , 1 , 02sin22sin21, 2 , 1 , 02cos22cos210101010NnnNkfNNTnNkfTbNnnNkfNNTnNkfTaNkkNkknNkkNkkn第17頁/共46頁第十八頁，共45頁。v離散傅里葉變換離散傅里葉變換(binhun)(binhun)諧波分析實(shí)例諧波分析實(shí)例 對以下

14、含諧波的電流信號進(jìn)行對以下含諧波的電流信號進(jìn)行DFT，其中信號采樣，其中信號采樣頻率設(shè)定為頻率設(shè)定為6.4k，即每個工頻周期，即每個工頻周期(zhuq)采樣采樣128點(diǎn)點(diǎn)，仿真時間設(shè)為，仿真時間設(shè)為0.4s，檢測信號基波幅值在，檢測信號基波幅值在0.2s時增大時增大一倍，原始電流信號設(shè)定為：一倍，原始電流信號設(shè)定為：)7/7cos(1 . 0)3/5cos(2 . 0)6/3cos(5 . 0)4/2cos(8 . 0)4/cos(2+tttttu第18頁/共46頁第十九頁，共45頁。clear; nst=0.4;%stop time nf=50.0; nw=2*f*pi; ndt=1/640

15、0;%Sampling time nn=1/(f*dt); nt1=dt:dt:(0.2-dt); nt2=0.2:dt:st; nt=t1 t2; nu1=2*cos(w*t1-pi/4)+0.8*cos(5*w*t1-pi/4) +0.2*cos(7*w*t1-pi/3); nu2=4*cos(w*t2-pi/4)+0.8*cos(5*w*t2-pi/4)+0.2*cos(7*w*t2-pi/3); nu=u1 u2; na=0; nb=0;nfor i=1:(st/dt); n if in; a=a-u(i-n)*cos(w*t(i-n)+u(i)*cos(w*t(i); b=b-u(i

16、-n)*sin(w*t(i-n)+u(i)*sin(w*t(i); uj(i)=sqrt(a*a+b*b)*2/n*sin(w*t(i)+atan(a/b); else a=u(i)*cos(w*t(i)+a; b=u(i)*sin(w*t(i)+b; uj(i)=sqrt(a*a+b*b)*2/n*sin(w*t(i)+atan(a/b); end end figure(1) subplot(3,1,1); plot(t,u);grid; subplot(3,1,2); plot (t,uj);grid; subplot(3,1,3); plot (t,u-uj);grid;v離散傅里葉變換

17、離散傅里葉變換(binhun)MATLAB(binhun)MATLAB仿真程序仿真程序 第19頁/共46頁第二十頁，共45頁。v仿真仿真(fn zhn)(fn zhn)結(jié)果結(jié)果 圖圖4 4 原始電流原始電流(dinli)(dinli)及及DFTDFT檢測基波、諧波波形圖檢測基波、諧波波形圖第20頁/共46頁第二十一頁，共45頁。contentcontent背景背景(bijng)3.1 諧波檢測諧波檢測(jin c)概述概述3.2 基于基于(jy)FFT的諧波檢測的諧波檢測3.3 基于瞬時功率理論的檢測基于瞬時功率理論的檢測3.4 基于基于ANN的諧波檢測的諧波檢測3.5 小結(jié)小結(jié)第21頁/共4

18、6頁第二十二頁，共45頁。v瞬時功率理論瞬時功率理論(lln) (lln) 傳統(tǒng)功率理論概念的一個特征是將三相系統(tǒng)作為傳統(tǒng)功率理論概念的一個特征是將三相系統(tǒng)作為三個單相系統(tǒng)來處理，由于交流信號的變動并不便于三個單相系統(tǒng)來處理，由于交流信號的變動并不便于跟蹤信號，故而日本跟蹤信號，故而日本(r bn)學(xué)者赤木泰文學(xué)者赤木泰文(H.Akagi)等人提出的建立在瞬時值基礎(chǔ)上的三相電路瞬時無功等人提出的建立在瞬時值基礎(chǔ)上的三相電路瞬時無功功率理論即功率理論即P-Q理論，它先將電壓和電流從理論，它先將電壓和電流從abc坐標(biāo)坐標(biāo)系變換到系變換到0坐標(biāo)系，然后在坐標(biāo)系，然后在0坐標(biāo)系中定義瞬時坐標(biāo)系中定義瞬

19、時功率。功率。 要了解瞬時功率理論，首先必須從坐標(biāo)變換開始，要了解瞬時功率理論，首先必須從坐標(biāo)變換開始，在這個理論體系中用到了在這個理論體系中用到了Clarke變換即變換即0變換。變換。第22頁/共46頁第二十三頁，共45頁。v瞬時功率理論瞬時功率理論(lln) (lln) 111222333022abcvVvVvabc-abc-坐標(biāo)系坐標(biāo)系CLARKCLARK變換變換(binhun)(binhun)公式：公式：cossin2sincos3dqvvvvPARKPARK變換變換(binhun)(binhun)公式：公式：+cbaqdvvvttttttvv)32sin()32sin(sin)32c

20、os()32cos(cos32abc-dqabc-dq坐標(biāo)變換坐標(biāo)變換第23頁/共46頁第二十四頁，共45頁。v三相三相(sn xin)(sn xin)三線制系統(tǒng)中的三線制系統(tǒng)中的P-QP-Q理論理論 在在坐標(biāo)系中的電壓和電流用右下圖所示的矢坐標(biāo)系中的電壓和電流用右下圖所示的矢量表示，其可以表示為：量表示，其可以表示為： 瞬時瞬時(shn sh)復(fù)功率被定義為電壓矢量與電流復(fù)功率被定義為電壓矢量與電流矢量的共軛的乘積，如下式所示：矢量的共軛的乘積，如下式所示：evjv+iiji+)()()(ivivjivivjiijvvies+ivivp+ivivq第24頁/共46頁第二十五頁，共45頁。v三

21、相三相(sn xin)(sn xin)三線制系統(tǒng)中的三線制系統(tǒng)中的P-QP-Q理論理論 并再由并再由park變換進(jìn)一步可以得到：變換進(jìn)一步可以得到： dq變換將三相系統(tǒng)作為一個單元考慮還不是三個變換將三相系統(tǒng)作為一個單元考慮還不是三個單向系統(tǒng)的疊加，將電流電壓分解單向系統(tǒng)的疊加，將電流電壓分解(fnji)為有功和為有功和無功的分量，使其都成為便于跟蹤的直流信號。無功的分量，使其都成為便于跟蹤的直流信號。d dq qpv iv i+q dd qqv iv i第25頁/共46頁第二十六頁，共45頁。v三相三相(sn xin)(sn xin)三線制系統(tǒng)中的三線制系統(tǒng)中的P-QP-Q理論理論 基于瞬時

22、無功功率理論的檢測法現(xiàn)已包括基于瞬時無功功率理論的檢測法現(xiàn)已包括p-q法、法、ip-iq法和法和d-q法。法。p-q法應(yīng)用最早法應(yīng)用最早,適用于三相適用于三相(sn xin)對稱且對稱且無畸變的公用電網(wǎng)；無畸變的公用電網(wǎng)；ip-iq法不僅適用于三相法不僅適用于三相(sn xin)不對不對稱公用電網(wǎng)稱公用電網(wǎng),而且對電網(wǎng)電壓畸變也有效；基于同步旋轉(zhuǎn)而且對電網(wǎng)電壓畸變也有效；基于同步旋轉(zhuǎn)Park變換的變換的d-q 法法,簡化了對稱無畸變情況下的電流增量檢測簡化了對稱無畸變情況下的電流增量檢測,同時同時也適用于不對稱、有畸變情況下的電流增量檢測。基于瞬時也適用于不對稱、有畸變情況下的電流增量檢測。基

23、于瞬時無功功率理論的檢測法具有較好的實(shí)時性無功功率理論的檢測法具有較好的實(shí)時性,在三相在三相(sn xin)電路中得到了廣泛的應(yīng)用。電路中得到了廣泛的應(yīng)用。第26頁/共46頁第二十七頁，共45頁。v三相三線三相三線(sn xin)(sn xin)制系統(tǒng)中的制系統(tǒng)中的P-QP-Q理論理論 在前面對瞬時功率理論在前面對瞬時功率理論(lln)的講解基礎(chǔ)上，對的講解基礎(chǔ)上，對電流諧波的電流諧波的ip-iq檢測方法做介紹。檢測方法做介紹。 對實(shí)功率對實(shí)功率p和虛功率和虛功率q均可以寫成如下的形式：均可以寫成如下的形式： 其中其中 為平均功率，與傳統(tǒng)的有功、無功為平均功率，與傳統(tǒng)的有功、無功相對應(yīng)。相對應(yīng)

24、。 為振蕩功率，都與負(fù)載電流中存在的為振蕩功率，都與負(fù)載電流中存在的諧波有關(guān)。諧波有關(guān)。qqqppp+qp、qp、第27頁/共46頁第二十八頁，共45頁。v瞬時瞬時(shn sh)(shn sh)實(shí)功率與虛功率的物理意義實(shí)功率與虛功率的物理意義 在傳統(tǒng)的功率理論在傳統(tǒng)的功率理論(lln)中中，無功功率被定義為瞬時（有功，無功功率被定義為瞬時（有功）功率的一個分量，只是該分量）功率的一個分量，只是該分量的平均值等于零。在瞬時功率理的平均值等于零。在瞬時功率理論論(lln)中，實(shí)功率和虛功率均中，實(shí)功率和虛功率均有明確的物理意義：實(shí)功率有明確的物理意義：實(shí)功率p：單位時間內(nèi)總的瞬時能量流；虛單位時

25、間內(nèi)總的瞬時能量流；虛功率功率q：各相之間進(jìn)行交換的能：各相之間進(jìn)行交換的能量，沒有能量傳遞的作用。量，沒有能量傳遞的作用。第28頁/共46頁第二十九頁，共45頁。v三相三相(sn xin)(sn xin)三線制系統(tǒng)中的三線制系統(tǒng)中的P-QP-Q理論理論 圖圖5 5 平均平均(pngjn)(pngjn)有功與振蕩有功示意圖有功與振蕩有功示意圖 第29頁/共46頁第三十頁，共45頁。v三相三相(sn xin)(sn xin)三線制系統(tǒng)中的三線制系統(tǒng)中的P-QP-Q理論理論 通過低通濾波器將通過低通濾波器將 濾除，即可得到只與基波濾除，即可得到只與基波有關(guān)的有關(guān)的 ，再通過功率，再通過功率(gng

26、l)與電流的換算公式與電流的換算公式即可得到基波電流，將原始電流減去基波電流即可得即可得到基波電流，將原始電流減去基波電流即可得到諧波電流，這就是瞬時功率到諧波電流，這就是瞬時功率(gngl)理論檢測諧波理論檢測諧波的核心思想。的核心思想。 負(fù)載電流可以用下式表示：負(fù)載電流可以用下式表示： 得到電流基波分量后，諧波分量得到電流基波分量后，諧波分量 、 就非常容就非常容易得到了。易得到了。qp、qp、qapaqapaliiiii+paiqai第30頁/共46頁第三十一頁，共45頁。vip-iqip-iq法諧波電流檢測法諧波電流檢測(jin c)(jin c)原理原理 圖圖6 ip-iq6 ip-

27、iq法諧波電流檢測法諧波電流檢測(jin c)(jin c)原理框圖原理框圖 第31頁/共46頁第三十二頁，共45頁。vip-iqip-iq法諧波電流法諧波電流(dinli)(dinli)檢測仿真模型檢測仿真模型 圖圖7 7 基于基于(jy)ip-iq(jy)ip-iq法有源濾波器仿真圖法有源濾波器仿真圖 第32頁/共46頁第三十三頁，共45頁。vip-iqip-iq法諧波電流法諧波電流(dinli)(dinli)檢測仿真模型檢測仿真模型 圖圖7 7 基于基于ip-iqip-iq法諧波電流檢測法諧波電流檢測(jin c)(jin c)仿真圖仿真圖 第33頁/共46頁第三十四頁，共45頁。vip

28、-iqip-iq法諧波電流檢測法諧波電流檢測(jin c)(jin c)仿真波形仿真波形 圖圖7 7 負(fù)載電流負(fù)載電流(dinli)(dinli)以及檢測出的基波、諧波電流以及檢測出的基波、諧波電流(dinli)(dinli)波形波形 第34頁/共46頁第三十五頁，共45頁。contentcontent背景背景(bijng)3.1 諧波檢測諧波檢測(jin c)概述概述3.2 基于基于FFT的諧波的諧波(xi b)檢測檢測3.3 基于瞬時功率理論的檢測基于瞬時功率理論的檢測3.4 基于基于ANN的諧波檢測的諧波檢測3.5 小結(jié)小結(jié)第35頁/共46頁第三十六頁，共45頁?；诨贏NN的諧波的諧

29、波(xi b)檢測檢測v人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（ANNANN） 人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（Artificial Neural Network，簡稱，簡稱ANN），以數(shù)學(xué)模型模擬神經(jīng)元活動，是基于模仿大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，以數(shù)學(xué)模型模擬神經(jīng)元活動，是基于模仿大腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)和功能而建立的一種信息處理系統(tǒng)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自學(xué)習(xí)和功能而建立的一種信息處理系統(tǒng)。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)具有自學(xué)習(xí)、自組織、自適應(yīng)以及很強(qiáng)的非線性函數(shù)逼近能力、自組織、自適應(yīng)以及很強(qiáng)的非線性函數(shù)逼近能力(nngl)，擁有強(qiáng)大的容錯性。它可以實(shí)現(xiàn)仿真、預(yù)測以及模糊控制等功擁有強(qiáng)大的容錯性。它可以實(shí)現(xiàn)仿真、預(yù)測以及模糊控制等功能。是處

30、理非線性系統(tǒng)的有力工具。能。是處理非線性系統(tǒng)的有力工具。第36頁/共46頁第三十七頁，共45頁。v基于基于ANNANN的諧波的諧波(xi b)(xi b)檢測檢測 基于自適應(yīng)的諧波電流檢測方法利用了自適應(yīng)信號處理中基于自適應(yīng)的諧波電流檢測方法利用了自適應(yīng)信號處理中的噪聲對消法：當(dāng)原始輸入的噪聲對消法：當(dāng)原始輸入(shr)是信號和與信號不相關(guān)的是信號和與信號不相關(guān)的加性噪聲組成時，參考噪聲信號通過自適應(yīng)濾波器處理后與原加性噪聲組成時，參考噪聲信號通過自適應(yīng)濾波器處理后與原始輸入始輸入(shr)相減，經(jīng)過系統(tǒng)自適應(yīng)調(diào)整使最小均方誤差最相減，經(jīng)過系統(tǒng)自適應(yīng)調(diào)整使最小均方誤差最小，實(shí)現(xiàn)抵消干擾噪聲、檢

31、測出信號的目的，能夠?qū)崟r的、動小，實(shí)現(xiàn)抵消干擾噪聲、檢測出信號的目的，能夠?qū)崟r的、動態(tài)的檢測諧波。態(tài)的檢測諧波。 當(dāng)自適應(yīng)方法用于諧波檢測時，將基波分量看作噪聲，通當(dāng)自適應(yīng)方法用于諧波檢測時，將基波分量看作噪聲，通過最小均方誤差算法來調(diào)整權(quán)重，得到被測電流中的基波分量過最小均方誤差算法來調(diào)整權(quán)重，得到被測電流中的基波分量，從而檢測出諧波。，從而檢測出諧波。第37頁/共46頁第三十八頁，共45頁。v基于基于ANNANN的諧波檢測的諧波檢測(jin c)(jin c)原理原理 設(shè)電源設(shè)電源(dinyun)電壓電壓 ，非線性負(fù)載的周，非線性負(fù)載的周期非正弦電流可用傅立葉級數(shù)展開為期非正弦電流可用傅立

32、葉級數(shù)展開為 式中式中 和和 分別為基波電流和分別為基波電流和n次諧波電流?？蓪⑺沃C波電流?？蓪⑺鼈冞M(jìn)一步分解為正弦和余弦兩部分們進(jìn)一步分解為正弦和余弦兩部分tUtusssin)( )()()sin()sin()(21211tititnItItinnnnnL+1ini)()(cossinsincos)(1111111tititItItiqp+)()(cossinsincos)(tititnItnItinqnpnnnnn+注：注： 和和 分別為基波分別為基波(j b)(j b)有功電流和基波有功電流和基波(j b)(j b)無功無功電流；電流； 和和 分別為分別為n n次諧波的正弦和余弦分量。

33、次諧波的正弦和余弦分量。pi1qi1npinqi第38頁/共46頁第三十九頁，共45頁。v基于基于ANNANN的諧波的諧波(xi b)(xi b)檢測原理檢測原理 設(shè)電源電壓設(shè)電源電壓 ，非線性負(fù)載的周期非正弦電流可，非線性負(fù)載的周期非正弦電流可用傅立葉級數(shù)展開用傅立葉級數(shù)展開(zhn ki)為為 式中式中 和和 分別為基波電流和分別為基波電流和n次諧波電流。可將它們進(jìn)次諧波電流?？蓪⑺鼈冞M(jìn)一步分解為正弦和余弦兩部分一步分解為正弦和余弦兩部分tUtusssin)( )()()sin()sin()(21211tititnItItinnnnnL+1ini)()(cossinsincos)(1111111tititItItiqp+)()(cossinsincos)(tititnItnItinqnpnnnnn+第39頁/共46頁第四十頁，共45頁。v基于基于ANNANN的諧波的諧波(xi b)(xi b)檢測原理檢測原理 用基于自適應(yīng)噪聲對消法進(jìn)行諧波檢測，取用基于自適應(yīng)噪聲對消法進(jìn)行諧波檢測，取 作為原始輸作為原始輸入，若將入，若將 作為作為“噪聲干擾噪聲干擾”信號，則其它高次諧波的總電信號，則其它高次諧波的總電流流 便是需要檢