基于模態(tài)頻率敏感度的諧振頻率迭代轉移的自適應濾波方法
【專利摘要】一種基于模態(tài)頻率敏感度的諧振頻率迭代轉移的自適應濾波方法，它首先根據(jù)電力系統(tǒng)結構利用模態(tài)分析法檢測出包括自適應濾波器在內的電力系統(tǒng)諧振頻率，然后利用測算出的電力系統(tǒng)結構參數(shù)及自適應濾波器參數(shù)確定出自適應濾波器中電感和電容的模態(tài)頻率敏感度，并以模態(tài)頻率敏感度大的電感或電容作為輸入值，以諧振頻率為輸出值進行反復迭代計算，迭代算出系統(tǒng)的諧振頻率為工頻的偶數(shù)倍或其附近時的自適應濾波器的電容值和電感值。從而在保證濾波器濾除掉奇次諧波的同時，根據(jù)電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的變化，自適應調節(jié)濾波器的參數(shù)，使電力系統(tǒng)的諧振頻率遠離奇次諧波頻率，有效避免諧波諧振，更好的保證電力系統(tǒng)的供電質量和安全性。
【專利說明】基于模態(tài)頻率敏感度的諧振頻率迭代轉移的自適應濾波方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電力行業(yè)中諧波諧振治理用自適應濾波器。
技術背景
[0002]隨著越來越多的非線性設備的投入使用，會在電力系統(tǒng)中產(chǎn)生大量的3、5、7、9、11等奇次諧波，這些諧波使電能的傳輸和利用的效率降低，使電氣設備過熱、產(chǎn)生振動和噪聲，并使絕緣老化，使用壽命縮短，甚至發(fā)生故障或燒毀。而如果這些諧波的頻率如與電力系統(tǒng)的諧振頻率相同，則可引發(fā)電力系統(tǒng)的諧振，使諧波含量放大，引起諧波的嚴重畸變，嚴重惡化電力系統(tǒng)的運行環(huán)境。
[0003]諧波治理的主要方法是采用LC調諧濾波器，過濾掉電力系統(tǒng)中大量的3、5、7、9、11奇次諧波，以減少諧波危害。但由于LC調諧濾波器的參數(shù)固定，而電力系統(tǒng)中非線性設備的投入運行狀態(tài)隨時發(fā)生變化，包含濾波器在內的電力系統(tǒng)的諧振頻率也隨時發(fā)生變化，使諧振頻率難以避免和奇次諧波頻率相同，導致系統(tǒng)發(fā)生諧振，諧波放大，使LC濾波器過載甚至燒毀。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明的目的是提出一種基于模態(tài)頻率敏感度的諧振頻率迭代轉移的自適應濾波方法，該方法既能很好的濾除掉電力系統(tǒng)的奇次諧波，同時能夠動態(tài)、實時的調整電力系統(tǒng)的諧振頻率，避免電力系統(tǒng)發(fā)生諧波諧振，更好的保證電力系統(tǒng)的供電質量和安全穩(wěn)定運行。
[0005]本發(fā)明實現(xiàn)其發(fā)明目的，所采用的技術方案為:一種基于模態(tài)頻率敏感度的諧振頻率迭代轉移的自適應濾波方法，其步驟是:
[0006]a、處理器根據(jù)輸入的自適應濾波器的電感初始值、電容初始值，輸入的電力系統(tǒng)的拓撲結構及測算出的電力系統(tǒng)的等效電感、等效電容、等效電阻算出電力系統(tǒng)的初始諧振頻率，若得出的初始諧振頻率與工頻的3、5、7、9或11倍頻率的差< 25Hz則執(zhí)行b步的操作；否則，處理器將自適應濾波器的電感初始值、電容初始值相應確定為電感最終值、電容最終值，執(zhí)行d步的操作；
[0007]b、處理器根據(jù)輸入的自適應濾波器的電感初始值、電容初始值，輸入的電力系統(tǒng)的拓撲結構及測算出的電力系統(tǒng)的等效電感、等效電容、等效電阻，計算出自適應濾波器中電容的模態(tài)頻率敏感度、電感的模態(tài)頻率敏感度，如電容的模態(tài)頻率敏感度更大則以電容為迭代輸入值進行諧振頻率的迭代計算，否則，以電感為迭代輸入值進行諧振頻率的迭代計算；迭代計算出的諧振頻率為工頻的偶數(shù)倍時，對應的電容值或電感值即為確定的修訂電容值或修訂電感值，再根據(jù)自適應濾波器設定的濾波頻率計算出修訂電容值對應的計算電感值，或者根據(jù)自適應濾波器設定的濾波頻率計算出修訂電感值對應的計算電容值；
[0008]C、處理器根據(jù)修訂電容值和計算電感值或者修訂電感值和計算電容值，輸入的電力系統(tǒng)的拓撲結構及測算出的電力系統(tǒng)的等效電感、等效電容、等效電阻算出電力系統(tǒng)的修訂諧振頻率；
[0009]若得出的修訂諧振頻率與工頻的3、5、7、9或11倍頻率的差≤25Hz，則將修訂電容值和計算電感值或者修訂電感值和計算電容值作為自適應濾波器的電感初始值、電容初始值，重新執(zhí)行b步的操作；
[0010]否則，處理器將修訂電容值和計算電感值或者修訂電感值和計算電容值確定為自適應濾波器的電感最終值、電容最終值，執(zhí)行d步的操作；
[0011]d、處理器控制開關矩陣投切相應的電容器和電感器，投切的總電容值等于最終電容值，投切的總電感值等于最終電感值。
[0012]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明的有益效果是: [0013]首先根據(jù)電力系統(tǒng)結構利用模態(tài)分析法檢測出包括自適應濾波器在內的電力系統(tǒng)諧振頻率，然后利用測算出的電力系統(tǒng)結構參數(shù)及自適應濾波器參數(shù)確定出自適應濾波器中電感和電容的模態(tài)頻率敏感度，并以模態(tài)頻率敏感度大的電感或電容作為輸入值，以諧振頻率為輸出值進行反復迭代計算，迭代算出系統(tǒng)的諧振頻率為工頻的偶數(shù)倍或其附近時的自適應濾波器的電容值和電感值。從而在保證濾波器既能濾除掉電力系統(tǒng)的奇次諧波的同時，動態(tài)的根據(jù)電力系統(tǒng)運行狀態(tài)的變化，自適應調節(jié)濾波器的參數(shù)，以調整電力系統(tǒng)的諧振頻率使其遠離電力系統(tǒng)中大量發(fā)生的奇次諧波，有效避免電力系統(tǒng)發(fā)生諧波諧振，更好的保證電力系統(tǒng)的供電質量和安全穩(wěn)定運行。 [0014]由于在諧振頻率的迭代運算中，選取模態(tài)靈敏度大的元件(電感、電容)作為輸入值進行迭代運算，因此其迭代運算收斂速度快、迭代次數(shù)少、計算復雜度低、實時性好。
[0015]所述b步中，處理器根據(jù)輸入的自適應濾波器的電感初始值、電容初始值和電力系統(tǒng)結構的等效電感、等效電容、等效電阻算出自適應濾波器中電容的模態(tài)頻率敏感度、電感的模態(tài)頻率敏感度的具體做法是:
[0016]自適應濾波器中電容的模態(tài)頻率敏感度為
【權利要求】
1.一種基于模態(tài)頻率敏感度的諧振頻率迭代轉移的自適應濾波方法，其步驟是: a、處理器根據(jù)輸入的自適應濾波器的電感初始值、電容初始值，輸入的電力系統(tǒng)的拓撲結構及測算出的電力系統(tǒng)的等效電感、等效電容、等效電阻算出電力系統(tǒng)的初始諧振頻率，若得出的初始諧振頻率與工頻的3、5、7、9或11倍頻率的差≤ 25Hz則執(zhí)行b步的操作；否則，處理器將自適應濾波器的電感初始值、電容初始值相應確定為電感最終值、電容最終值，執(zhí)行d步的操作； b、處理器根據(jù)輸入的自適應濾波器的電感初始值、電容初始值，輸入的電力系統(tǒng)的拓撲結構及測算出的電力系統(tǒng)的等效電感、等效電容、等效電阻，計算出自適應濾波器中電容的模態(tài)頻率敏感度、電感的模態(tài)頻率敏感度，如電容的模態(tài)頻率敏感度更大則以電容為迭代輸入值進行諧振頻率的迭代計算，否則，以電感為迭代輸入值進行諧振頻率的迭代計算；迭代計算出的諧振頻率為工頻的偶數(shù)倍時，對應的電容值或電感值即為確定的修訂電容值或修訂電感值，再根據(jù)自適應濾波器設定的濾波頻率計算出修訂電容值對應的計算電感值，或者根據(jù)自適應濾波器設定的濾波頻率計算出修訂電感值對應的計算電容值； c、處理器根據(jù)修訂電容值和計算電感值或者修訂電感值和計算電容值，輸入的電力系統(tǒng)的拓撲結構及測算出的電力系統(tǒng)的等效電感、等效電容、等效電阻算出電力系統(tǒng)的修訂諧振頻率； 若得出的修訂諧振頻率與工頻的3、5、7、9或11倍頻率的差≤25Hz，則將修訂電容值和計算電感值或者修訂電感值和計算電容值作為自適應濾波器的電感初始值、電容初始值，重新執(zhí)行b步的操作； 否則，處理器將修訂電容值和計算電感值或者修訂電感值和計算電容值確定為自適應濾波器的電感最終值、電容最終值，執(zhí)行d步的操作； d、處理器控制開關矩陣投切相應的電容器和電感器，投切的總電容值等于最終電容值，投切的總電感值等于最終電感值。
2.根據(jù)權利要求1所述的一種自適應濾波方法，其特征在于:所述b步中，處理器根據(jù)輸入的自適應濾波器的電感初始值、電容初始值和電力系統(tǒng)結構的等效電感、等效電容、等效電阻算出自適應濾波器中電容的模態(tài)頻率敏感度、電感的模態(tài)頻率敏感度的具體做法是: 自適應濾波器中電容的模態(tài)頻率敏感度為
3.根據(jù)權利要求1所述的一種自適應濾波方法，其特征在于，所述的b步中以電容為迭代輸入值進行諧振頻率的迭代計算，或者以電感為變換值進行諧振頻率的迭代計算的迭代公式是:
【文檔編號】H02J3/01GK103580025SQ201310389953
【公開日】2014年2月12日 申請日期:2013年8月31日 優(yōu)先權日:2013年8月31日
【發(fā)明者】何正友, 胡海濤, 張揚帆, 林圣
申請人:西南交通大學