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基于神经网络的有源电力滤波器应用研究
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电网的谐波滤波对于维护电网的供电质量意义重大,特别对于关键供电设备受谐波影响很大,更需要高质量的电源作保证。而要保证电网中滤波的效率和准确率,就必须准确的判断谐波的次数和幅值大小。所以关键问题在于谐波的检测和判断,特别对于电网负荷大幅波动的情况下,谐波的快速准确检测更有重大的价值。
一、电网谐波的传统检测方法
谐波检测的传统方法也有很多,其中重点在于对电流谐波的检测。综合来讲,主要有以下几种谐波检测方法:
1) 傅立叶分析方法:主要是对检测到的电流电压信号进行傅立叶分析,分解出高次谐波的频谱,最后计算出应该加入的滤波装置参数;
2) 小波分析方法:本质上是傅立叶分析方法的一个扩展,只不过在频谱的提取上更有特点,计算方式与傅立叶方法类似;
3) 零序电流分析方法:通过检测零序电流和瞬时无功功率来进行谐波分析;
4) PI调节滤波器法:通过PI调节技术结合滤波技术,来检测特定次的谐波含量;
5) 等功率法:通过检测直流侧电容的平均电压来判定电网谐波;
6) 其它基于先进控制理论的谐波检测技术,如神经网络理论等。
二、BP神经网络技术
BP(Back propagation)网络是一种单向传播的多层前向网络,是一种利用误差反向传播训练算法的神经网络。解决了多层网络中隐含单元连接权的学习问题。
对于系统的输入M和输出L,BP神经网络可看成是从M维欧氏空间到L维欧氏空间的映射,这种映射的一大特点是高度的非线性,用途非常广泛,结构如图2.1所示其中包括:
1) 数据压缩技术:图像数据的压缩存储和图像特征的抽取;
2) 模式识别技术:用于信息的识别比如文字,语言等,特别适用于对特征的判断;
3) 函数逼近:用于复杂工业系统的建模和控制,特别适合于强耦合和非线性的系统。
一、电网谐波的传统检测方法
谐波检测的传统方法也有很多,其中重点在于对电流谐波的检测。综合来讲,主要有以下几种谐波检测方法:
1) 傅立叶分析方法:主要是对检测到的电流电压信号进行傅立叶分析,分解出高次谐波的频谱,最后计算出应该加入的滤波装置参数;
2) 小波分析方法:本质上是傅立叶分析方法的一个扩展,只不过在频谱的提取上更有特点,计算方式与傅立叶方法类似;
3) 零序电流分析方法:通过检测零序电流和瞬时无功功率来进行谐波分析;
4) PI调节滤波器法:通过PI调节技术结合滤波技术,来检测特定次的谐波含量;
5) 等功率法:通过检测直流侧电容的平均电压来判定电网谐波;
6) 其它基于先进控制理论的谐波检测技术,如神经网络理论等。
二、BP神经网络技术
BP(Back propagation)网络是一种单向传播的多层前向网络,是一种利用误差反向传播训练算法的神经网络。解决了多层网络中隐含单元连接权的学习问题。
对于系统的输入M和输出L,BP神经网络可看成是从M维欧氏空间到L维欧氏空间的映射,这种映射的一大特点是高度的非线性,用途非常广泛,结构如图2.1所示其中包括:
1) 数据压缩技术:图像数据的压缩存储和图像特征的抽取;
2) 模式识别技术:用于信息的识别比如文字,语言等,特别适用于对特征的判断;
3) 函数逼近:用于复杂工业系统的建模和控制,特别适合于强耦合和非线性的系统。
图2.1 BP神经网络结构 考虑用BP网络技术来检测谐波主要也是基于电力系统动态谐波的特点而定的,电网里面的谐波次数很多,过去的一个关键设备就是一种并行的滤波式检测装置。这种装置的原理方框图如图2.2所示,它的实时性和准确性都还不错,但由于滤波器数量太多,造成整套装置十分复杂,故障率和可靠性比较低,且无法根据需要进行功能上的修改,适应性较差。
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