有源电力滤波器控制系统数字滤波器的设计方法

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1、第32卷第8期华电技术Vo1．32No．82010年8月HuadianTechnologyAug．2010有源电力滤波器控制系统数字滤波器的设计方法沈小晴(南京邮电大学计算机系，江苏南京210003)摘要：有源电力滤波器的谐波检测需要优良的低通滤波器或带通滤波器。在比较了非递归数字滤波器与小波滤波器的关系之后，在利用快速傅里叶变换快速小波变换思想方法基础上，系统地给出了针对特定问题的适合于有源电力滤波器控制系统数字滤波器的设计思想和方法，最后给出了计算实例。关键词：有源电力滤波器；数字滤波器；控制器中图分类号：TM725：TM917：TM743文献标志码：A文章编号：1674—19

2、51(2010)O8—0005—04具有相同频率的正弦或余弦函数与-厂(t)相乘并积分0引言即可，这里的正弦或余弦函数都是正负无限伸展的近年已有关于有源电力滤波器的大量论文发长波。小波分析的目标是分析非平稳信号的局部特表，文献[1]是我国第1部系统阐述谐波抑制和无征，对于这种非周期信号采用傅氏级数是不行的，用功功率补偿的专著，其对我国谐波抑制和无功功率傅里叶变换也有缺点，这是因为它们都采用了大波。补偿的研究有一定的推动作用。小波分析用的是小波，其基本思路与傅氏级数数字信号处理DSP(DigitalSignalProcessing)完全一致。若要计算t时刻附近信号f()中某一技术的迅

3、速发展和第4、第5代绝缘栅双极型晶体频率分量的含量，就在t时刻用具有相近频率的小管IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor)的研制成波与t)相乘并积分，积分结果(又称小波系数)显功，为研制更高性能的静止无功发生器SVG(Static然与信号的成分有关。如t时刻信号含有的高频分量较大，则其高频小波系数就大，低频小波系数就VatGenerator)和有源电力滤波器APF(ActivePow—小。若要分析t时刻信号的局部特征，因小波覆盖erFilter)创造了良好的硬件条件，同时也对理论和的范围小，所以，应先将小波平移至￡．再重复上述软件研究工作提出了新的要

4、求。过程。最近，作者(本次)使用德州仪器TI(TexasIn—对于每一个小波(t)，根据伸缩平移和先乘struments)的TMS320F281032位DSP芯片和优派克后积分的原则，连续小波变换定义为EUPEC(EuropeanSemiconductorsandElectronics，∞，^E、Company)的FS450R17KE36单元IGBT研制了150(／)(b，)=J)l、Ⅱ，)dt，kV·A超导线圈和锂电池一电容组合式SVG—f∈L(R)，(1)APF。有源电力滤波器的谐波检测虽有多种方法，使积分式可积的小波(z)有多种，比起只有正弦和但基本上都离不开低通滤波器LPF

5、(LowPassFil—余弦2种波的傅氏级数要灵活得多。连续小波变换ter)或带通滤波器BPF(BandPassFilter)。模拟滤的实质是卷积问题，因此，它与傅氏变换有着不可分波器目前已很少采用，采用傅里叶分析方法来检测割的联系，理解这一点对于提出新的小波基和实用谐波电流不但数据窗宽而且计算量也很大。的工程算法极为重要。此外，已经证明当基本小波本文将比较非递归数字滤波器与小波滤波器的(t)的傅氏变换值(0)=0时，由信号厂(t)的小波关系，分析利用快速傅里叶变换的快速小波变换，针系数和由基本小波伸缩和平移得到的小波可重构信对特定问题，探讨适合于有源电力滤波器控制系统号_厂(￡)

6、。Mallat算法主要用于计算离散采样信号的小波数字式快速小波滤波器的设计思路和方法。系数。这种算法的快速性建立在计算过程并不需要1非递归数字滤波器与小波滤波器的关系尺度函数和小波函数，仅涉及双尺度方程中h和构造方程中g的基础上。小波分析的思想基础是傅氏级数。对于周期信小波级数可改写为号_厂(t)，若要求出其中某一频率分量的含量，只要用t)：∑dJ，，(￡)=v0(t)+收稿日期：2010—07—29(f)+(t)+A，·6·华电技术第32卷而且不存在虚构函数问题。其中，(f)=A+∑d_2,kl~t(￡)+利用快速傅里叶变换(FVr)的快速／J、波变换对小波∑d_l,kip_ll

7、(￡)。基函数并没有什么限制，这里仅以Gaussion包络振荡小实际信号中的频率总是有限的，f(t)的表达式波为例加以说明。Gaussion小波函数如式(5)Nf~。不可能包含无限项，所以，设信号l厂(t)仅由空间(t)=exp(一t一i2耵fot)，(5)Vo(t)构成，。．(t)为Vo(t)的标准正交基，上式可式中：为正参数，决定频带宽度；为中心频率。写为由钟形脉冲的傅氏变换立刻求得Gaussion小波函数At)=Vo(t)=∑c叭(￡)。的傅氏变换为(=(~／盯