专利名称：自适应频率跟踪电流检测方法
技术领域：
本发明涉及一种基于改进扩展普罗尼谱估计的自适应频率跟踪电流分频检测方法。
背景技术：
电力系统谐波治理首要解决的问题就是谐波检测。有源电力滤波器补偿电流的检测方法一般不需要分解出各次谐波分量，而只需检测出除基波有功电流之外的总的高次谐波和无功畸变电流，准确、实时地检测出电网中瞬态变化的畸变电流，为有源电力滤波器控制系统进行精确补偿提供参考信号。现有的有源电力滤波器的电流检测方法主要有带阻选频法、Fryze时域分析法、基于快速傅里叶分析法、基于瞬时无功理论方法、基于小波理论方法等。但它们都存在着难以克服的问题检测系统是开环的，并且是 固定频率的，所以对元件参数变化和电网频率变化比较敏感；检测精度不高，特别是没有自适应能力，不能较好地跟踪检测。而现今采用较多的基于瞬时无功功率谐波检测方法可用模拟电路实现，实时性较好，但存在电路复杂，需采用大量乘法器，不易调整，计算量大，矢量变换复杂，低通滤波算法的设计性能直接影响有源电力滤波器的谐波补偿性能和对标准正余弦信号(实际产生很困难)的依赖性很强等不足；另外现有的检测算法也很少考虑到实际情况下基波电流是远大于谐波电流的，基波电流波动对谐波电流检测的影响；以及在企业配电网中的发电机出力、负荷和系统结构发生变化，会导致被测电压信号初相角发生突变和频率偏差等情况，为此根据参考谐波电流信号获取过程实时性、准确性的要求以及处理器部分希望检测算法具有计算量小、容易实现的特点，同时结合应用于谐波有效治理的大功率单独注入式有源电力滤波器的结构与工作原理，在满足检测精度和检测的快速响应性能这两者之间进行折衷，本发明提出了一种基于改进扩展普罗尼谱估计的自适应频率跟踪电流分频检测方法，不仅在频率变化和基波电流突变的情况下能迅速、准确求取出其中的待检测成份，而且还能应用到单次谐波的快速检测中。该检测算法采用数字信号处理器和高速接口器件，通过简单的软件程序来实现，具有误差小，实时性强，满足了实际应用需要。

发明内容
本发明的目的是提供一种基于改进扩展普罗尼谱估计的自适应频率跟踪电流分频检测方法。本发明的另一目的是通过这种检测方法来准确、实时地检测出电网中瞬态变化的畸变电流，为有源滤波器控制系统进行精确补偿提供参考信号。为实现上述的目的，本发明所采用的技术方案是用期望输出的谐波电流信号I减去采用改进扩展普罗尼谱估计的自适应调整计算结果^得到跟踪误差E ；通过跟踪误差信号，采用LMS算法准则在线优化校正电网电压频率，求出在该条件下最佳的解X ；利用X就可得出A，进而求出基波和各次谐波的幅值和相位；然后就可以求得根据改进扩展普罗尼谱估计法用具有幅值、相位和频率的N个指数组合来逼近一个等间隔长度为L的采样数据序列的近似值 。本发明的有益效果是(1)基于改进扩展普罗尼谱估计的自适应频率跟踪电流分频检测方法能够在一个工频周期以内准确地跟踪负载电流的变化；(2)在频率发生变化和负载电流发生突变的情况下，该方法也能实时、有效的检测出特征次数谐波电流，为有源电力滤波器控制系统进行精确补偿提供参考信号，与传统控制方法相比电流的跟踪精度更高，补偿效果更理想。下面结合附图对本发明作进一步说明。


图1为本发明的原理框图^
具体实施例方式如图1所示，i(n)为期望输出，丨…)为自适应调整计算结果，e(n)为期望输出与自适应调整计算结果之间的误差，即
权利要求
1.一种基于改进扩展普罗尼谱估计的自适应频率跟踪电流分频检测方法，其特征在于用具有幅值、相位和频率的N个指数组合来逼近一个等间隔长度为L的采样数据序列； 通过跟踪误差方式的自适应调整算法，采取LMS算法准则在线优化校下电网电压频率，从而求出基波和各次谐波的幅值和相位。
2.根据权利要求1所述的自适应频率跟踪电流分频检测方法，其特征在于改进扩展普罗尼谱估计法计算量很小，在一定程度上实现了在小于一个基波周期的时间内跟踪负载变化情况；而自适应频率跟踪电流分频检测法不仅在频率变化和基波电流突变的情况下能迅速、准确的求取出其中的待测成份，而且还能应用到单次谐波快速检测中，具有精度高， 实时性强的特点。
3.一种基于改进扩展普罗尼谱估计的自适应频率跟踪电流分频检测方法，包括以下步骤用期望输出的谐波电流信号I减去采用改进扩展普罗尼谱估计的自适应调整计算结果 ，从而求出跟踪误差Ε;通过跟踪误差信号，采用LMS算法准则在线优化校正电网电压频率，求出在该条件下最佳的解X ；利用X就可得出Α，进而求出基波和各次谐波的幅值和相位；然后就可以得到根据改进扩展普罗尼谱估计法用具有幅值、相位和频率的N个指数组合来逼近一个等间隔长度为L 的采样数据序列的近似值；；。
全文摘要
本发明公开了一种基于改进扩展普罗尼谱估计的自适应频率跟踪电流分频检测方法。根据扩展普罗尼谱估计法把负载电流用具有幅值Bk、相位θk和频率fk的N个指数组合来逼近一组等间隔长度为L的采样数据序列{in}；采用自适应调整算法中LMS算法在线优化扩展普罗尼谱估计中电导矩阵的频率fk，求出在该条件下最佳解xk，得到基波和各次谐波的幅值和相位，从而使期望输出与自适应调整结果之间误差的均方误差值ε(n)最小。本检测方法不仅在频率变化和基波电流突变的情况下能迅速、准确的求取出其中的待检测成份，而且还能应用到单次谐波快速检测中，误差小，实时性强，满足了实际应用需要。
文档编号G01R19/00GK102193016SQ20101012201
公开日2011年9月21日 申请日期2010年3月11日 优先权日2010年3月11日
发明者夏向阳 申请人:长沙理工大学