基于新过采样方法的APF电流THD测量.pdf

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1、第45卷第l期电力电子技术Vo1．45，No．1201l卑1月PowerElectronicsJanuary2011基于新过采样方法的APF电流THD测量洪磊，谢川，李玉玲，陈国柱(浙江大学，电气工程学院，浙江杭州310027)摘要：电流总谐波畸变率(THD)是有源电力滤波器(APF)的一项重要性能指标，工业现场一般要求APF补偿后电流THD<5％。实验发现A／D转换引入的噪声对THD测量影响极大，其误差可达200％，不能满足应用要求。针对大功率电力电子装置采样频率低和THD测量对采样信号信噪比要求高的特点，提出一种新的过采样方法，对其进行原理分析，进而结合THD测量的实际讨论了该方法应用的相

2、关问题。最后，通过仿真和实验对传统采样方法和新过采样方法进行比较，验证了该方法的有效性。关键词：有源电力滤波器；总谐波畸变率；过采样；信噪比中图分类号：TM46文献标识码：A文章编号：1000一lOOX(2011)Ol一0096—03TheCurrentTHDMeasurementofActivePowerFilter．BasedonaNovelOver-samplingMethodHONGLei，XIEChuan，LIYu．1ing，CHENGuo．zhu(ejigUnlversity，Han~hou310027，China)Abstract：ThecurrentTHDisanimporta

3、ntindexofactivepowerfilter(APF)，itneedthattheTHDislessthan5％afterthecompensationofAPF．Inpractice，avarietyofnoiseafectstheTHDvalue，duringtheA／Dconversion，themaximumerrorofTHDmeasurementcanbe200％，whichcannotsatisfytheneedinindustryapplication．Ashighpowerelectronicsequipmentusuallyhaslowswitchingfreque

4、ncy，andthesignaltOnoiseratioisindispensableintheTHDcalculation，anovelover—samplingmethodispresented．Thetheoryisanalyzedandsomeissuesabouttheappli-cationofthenewover·samplingmethodarediscussed．Finally，thedatasampledbytheconventionalmethodandthenewmethodiscomparedtodemonstratetheadvantageoftheproposed

5、methodanditsvalidity．Keywords：activepowerfilter；totalharmonicdistortion；over—sampling；signaltonoiseratioFoundationProject：SupportedbyNationalNaturalScienceFoundationofChina(No．50707030)1引言THD测量中采样频率低，对信噪比要求高的特点，提出一种新的过采样方法。实验结果表明。该方法现代数字控制系统离不开A／D转换．它将输有很强的实用性。有效抑制了A／D转换过程引入的入模拟信号转化为数字信号，其精度直接决定了噪声，

6、实现了低采样频率下高采样精度。装置性能。但实际A／D转换会引入多种噪声。在实际260kVA的APF现场装置的电流THD测量2新过采样方法的原理中发现，A／D采样到THD计算环节的误差最高可过采样是在奈奎斯特频率的基础上将采样频达200％。过采样技术最早应用在∑一AADC中，用率提高一个过采样系数．即以频率Mf．(M为过采样采样速度换取高分辨率．后来很多研究者将过采率，一般为整数)对连续信号进行过采样。文献[3】样用于其他信号的检测以提高精度和信噪比『11。此进一步证明该方法能有效降低A／D转换时的量处将过采样技术应用于电流THD测量场合。化误差：过采样率每增加1倍。带内噪声将减小在大功率电力电

7、子装置中，开关频率较低。系3dB，测量分辨率将增加1／2位。过采样过程一般统采样频率一般为1～2倍的开关频率[21。这就限分为3步：①高速采样模拟信号(相对于输入信制了传统过采样技术的应用。这里结合APF电流号)；②数字低通滤波；③抽取数字序列。过采样的A／D转换器的原理如图1所示。基金项目：国家自然科学基金项目(50707030)定稿日期：2010一O8—3O作者简介：洪磊(1987一)，男，湖