APF中一种改进的变步长LMS自适应谐波检测算法.pdf

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1、第44卷第7期电力系统保护与控制Vl01．44NO．72016年4月1日PowerSystemProtectionandControlApr．1．2016D0I：10．7667／PSPC150846APF中一种改进的变步长LMS自适应谐波检测算法吕广强，刘娱，段海军(南京理工大学自动化学院，江苏南京210094)摘要：在有源电力滤波器(ActivePowerFilter,APF)的低信噪LL(SignalNoiseRatio，SNR)环境下，为了提高变步长最小均方(Lea~MeanSquare，LMS)自适

2、应算法对谐波电流检测的跟踪速度及精度，提出改进的变步长LMS算法。该算法在MVSS．LMS算法的基础上，增加历史误差的遗忘加权和估计并控制步长更新，动态控制步长更新范围，采用滑动窗遗忘加权减小了计算复杂度。同时，对改进算法性能进行稳定性分析。实验结果表明，该算法不仅具有较快的动态响应速度，而且在APF的低信噪比情况下，稳态误差有所减小，具有较高的抗干扰能力，谐波电流检测效果较好。关键词：有源电力滤波器；谐波检测；变步长：最小均方；自适应算法Animprovedvariablestep-sizeLMSadap

3、tiveharmonicdetectionalgorithmforactivepowerfiltersLUGuangqiang，LIUYu，DUANHa~un(CollegeofAutomation，NanjingUniversityofScience&Technology,Nanjing210094，China)Abstract：Anewimprovedvariablestep—sizeLMSalgorithmisproposedinordertoenhancethetrackingvelocityand

4、accuracyofharmonicdetectionbyvariablestep·sizeLMSadaptivealgorithminthelowsignal-noiserate(SNR)conditionsofAPF．BasedontheMVSS-LMSalgorithm，theimprovedalgorithmaddstheestimationofforgetting-weightedsumofhistoricalerrorstocontrolthestep-sizeupdatinganddynami

5、callyregulatetherangeofstep-size．Also，slidingforgetting—weightedwindowisintroducedtoreducecomputationalcomplexity．Theconvergencespeedandsteadystateperformanceofthealgorithmareanalyzed．Accordingtoexperimentalresults，thisalgorithmpossessesfasterdynamicrespon

6、sespeedanddecreases~eadystateerrorsinlowSNRconditionsofAPF．Ithasthehi曲anti-jammingcapabilityandbettereffectofharmoniccurrentdetection．Keywords：APF；harmonicdetection；variablestep-size；leastmeansquare；adaptivealgorithm值系数，最终实现最佳的滤波效果，并且自适应滤0引言波可以适用于单相及三相系，更符

7、合APF的谐随着电力工业的发展，大量非线性负荷的投入波检测要求。带来了一系列谐波和不平衡问题。有源电力滤波器文献[7]开始将定步长自适应滤波算法应用于(APF)是近年来发展起来的一种抑制电网谐波的有APF的谐波检测中。但传统定步长自适应算法的步效手段¨J。有源电力滤波器能够快速地动态跟踪补长选择无法兼顾谐波检测算法要求的收敛速度和稳偿谐波和无功功率，其谐波检测环节的检测精确度态精度J。为此，许多学者提出变步长自适应算法。及速度直接影响着APF的滤波性能好坏。所谓变步长即步长在系统初始阶段或参数发生变化现有的

8、谐波检测算法有快速傅里叶变换(Fast时，步长自适应增大，提高算法的收敛速度和跟踪FourierTransformation，FFT)、瞬时无功功率理论、能力，算法收敛后不管有多大扰动，算法保持较小小波变换等。4J。这些检测算法各有特点，但存在着步长以实现较小的稳态误差。一些共性的问题：检测系统开环，并且频率固定，文献【9]中的变步长自适应算法使步长随迭代所以对元件参数和电网频率的变化比较敏感pJ。相次数的增加而