基於神經網絡最小方均根的apf諧波檢測系統及檢測方法
2023-06-07 18:18:46
專利名稱：基於神經網絡最小方均根的apf諧波檢測系統及檢測方法
技術領域：
本發明涉及諧波檢測領域，尤其是一種基於神經網絡(Artificial Neural Networks, ANN)最小方均根的APF諧波檢測系統及檢測方法。
背景技術：
有源電力濾波器(active power filter後稱APF)是一種電力電子補償系統，並接於電源和重要負荷之間，具有很好的動態性能和諧波特性。有源電力濾波器的諧波電流檢測系統為有源電力濾波器控制系統進行精確補償提供電流參考，是決定APF性能的關鍵。目前APF中所使用的幾種諧波電流檢測方法中，基於瞬時無功功率理論的檢測方法被公認為最成功的方法，理論上講，該方法能實時檢測出諧波和無功電流。但該方法存在電路結構發雜、計算量大、調整困難等缺點，且僅適用於三相電路。所以探討新的諧波和無功電流的檢測方法對APF的發展和推廣具有重要的理論和實用意義。
發明內容
本發明的目的在於提出一種基於神經網絡最小方均根的APF諧波檢測系統及檢測方法，它可以克服現有技術的不足，採用高性能的控制器和智能的控制方法以獲得高精度的控制效果，大大簡化了檢測系統，提高了系統的可靠性，是一種精度高實時性好抗幹擾能力強的檢測系統及其工作方法，且很好的保證了有源電力濾波器對畸變電流檢測的要求。本發明的技術方案一種基於神經網絡最小方均根的APF諧波檢測系統，包括含負載的電網，其特徵在於它包括指令電流運算模塊、電流跟蹤控制模塊、驅動模塊、主電路模塊；其中，所述指令電流運算模塊的輸入端與負載所在電網連接，其輸出端連接電流跟蹤控制模塊的輸入端；所述電流跟蹤控制模塊的輸出端與驅動模塊輸入端連接；所述驅動模塊輸出端與主電路模塊連接；所述主電路模塊產生補償電流注入電網以消除電網中的諧波。所述指令電流運算模塊包括定積分電路和電源周期延時電路；所述積分電路中的積分器採用運算放大器構成的模擬積分；所述電路電源周期延時電路採用音響放大電路中用於回聲和混響的專用數字延時電路晶片。所述電流跟蹤控制模塊和驅動模塊採用常規電路組合。所述主電路模塊採用電壓型PWM變流器電路，其每一橋臂均由一個IGBT和一個二極體反並聯而成。一種基於神經網絡最小方均根的APF諧波檢測方法，其特徵在於包括以下步驟(1)指令電流運算模塊檢測計算電網電流，經指令電流運算電路計算得出補償電流的指令信號；(2)電流跟蹤控制模塊根據補償電流的指令信號和實際補償電流之間的相互關係，得出控制補償電流發生電路中主電路各個器件通斷的PWM信號；(3)驅動模塊將電流跟蹤控制模塊產生的PWM信號進行放大；(4)PWM信號控制主電路中開關器件的通斷產生期望的補償電流。所述步驟(1)中的電流檢測計算過程由以下步驟構成①根據最小方均根的諧波電流檢測原理，首先構造一個補償電流函數，補償電流 ic (t)的均方根值為Irms
權利要求
1.一種基於神經網絡最小方均根的APF諧波檢測系統，包括含負載的電網，其特徵在於它包括指令電流運算模塊、電流跟蹤控制模塊、驅動模塊、主電路模塊；其中，所述指令電流運算模塊的輸入端與負載所在電網連接，其輸出端連接電流跟蹤控制模塊的輸入端；所述電流跟蹤控制模塊的輸出端與驅動模塊輸入端連接；所述驅動模塊輸出端與主電路模塊連接；所述主電路模塊產生補償電流注入電網以消除電網中的諧波。
2.根據權利要求1中所述一種基於神經網絡最小方均根的APF諧波檢測系統，其特徵在於所述指令電流運算模塊包括定積分電路和電源周期延時電路；所述積分電路中的積分器採用運算放大器構成的模擬積分；所述電路電源周期延時電路採用音響放大電路中用於回聲和混響的專用數字延時電路晶片。
3.根據權利要求1中所述一種基於神經網絡最小方均根的APF諧波檢測系統，其特徵在於所述主電路模塊採用電壓型PWM變流器電路，其每一橋臂均由一個IGBT和一個二極體反並聯而成。
4.一種基於神經網絡最小方均根的APF諧波檢測方法，其特徵在於包括以下步驟(1)指令電流運算模塊檢測計算電網電流，經指令電流運算電路計算得出補償電流的指令信號；(2)電流跟蹤控制模塊根據補償電流的指令信號和實際補償電流之間的相互關係，得出控制補償電流發生電路中主電路各個器件通斷的PWM信號；(3)驅動模塊將電流跟蹤控制模塊產生的PWM信號進行放大；(4)PWM信號控制主電路中開關器件的通斷產生期望的補償電流。
5.根據權利要求4中所述一種基於神經網絡最小方均根的APF諧波檢測方法，其特徵在於所述步驟(1)中的電流檢測計算過程由以下步驟構成①根據最小方均根的諧波電流檢測原理，首先構造一個補償電流函數，補償電流i。(t) 的均方根值為Imis
全文摘要
一種基於神經網絡最小方均根的APF諧波檢測系統，它包括指令電流運算模塊、電流跟蹤控制模塊、驅動模塊、主電路模塊；其檢測方法為檢測信號、補償信號、驅動跟蹤、補償電流；其優越性在於①硬體裝置設計簡單、成本低廉、易於實現；②採用最小均方根諧波電流檢測法能準確、實時地檢測出電網中瞬態變化的諧波電流，保障了APF的補償性能；③通過神經網絡控制與最小均方根諧波電流檢測方法配合，使控制器具有自學習能力；④控制器不需要預先進行訓練，動態響應速度快、結構簡單。
文檔編號G01R19/02GK102426293SQ201110265920
公開日2012年4月25日 申請日期2011年9月8日 優先權日2011年9月8日
發明者吳鳳英, 周雪松, 田程文, 趙健, 馬幼捷 申請人:天津理工大學