基于自适应滤波器的动态谐波电流预测方法 dynamic prediction algorithm of harmonic current for impact load based on adaptive filter.pdfVIP

第34卷第11期 电力系统自动化 V01．34No．11 2010年6月10日 AutomationofElectricPower June10，2010 Systems 基于自适应滤波器的动态谐波电流预测方法 谭甜源，乐 健，阮江军 (武汉大学电气工程学院，湖北省武汉市430072) 摘要：数字化控制系统常采用预测算法来克服控制器延时对补偿效果的影响。通常对于缓慢变化 的负荷，电流预测比较容易，但对于动态冲击负荷，电流预测则十分困难。目前已有算法的预测效 果都不令人满意，严重时甚至会导致补偿效果变差。针对以轧钢机为代表的动态冲击负荷，提出了 一种基于自适应滤波器的谐波电流预测方法。该方法是用由一系列谐波电流信号叠加组成的多项 式来拟合非线性负载电流信号，采用了带遗忘因子的递推最小二乘法来实时估算多项式的系数。 仿真及实验结果表明，所提出的预测方法计算量适中，便于数字化实现，对动态冲击负荷具有非常 高的预测精度，大大改善了控制器的补偿效果。 关键词：自适应滤波器；动态冲击负荷；谐波电流预测；递推最小二乘法 0 引言 预测效果将非常令人不满意，严重时甚至会导致补 偿效果变差。 数字化电流控制器是目前研究的热点之一，但 本文利用自适应滤波技术无需信号与噪声的任 是在数字化控制过程中，A／D采样、控制量计算和 何先验知识的特点，提出了一种改进的能够适用于 脉宽调制(PWM)输出等环节都会不可避免地引入 冲击性负荷的谐波电流预测算法。仿真和实验结果 延时，从而导致无论采取何种电流控制算法，变流器 表明，该方法实时性好，预测精度高，且计算量适中， 的输出电流总是滞后于指令电流。解决上述延时问 便于数字化实现，具有极大的工程应用价值。 题的最好办法是对负荷电流进行预测，根据预测值 对负载进行补偿。以有源电力滤波器(APF)的控制1 传统的基于自适应滤波器的谐波电流检 为例，只要能够在t。时刻提前预测出tt+AT(AT测算法 为变流器输出电流滞后于指令电流的时间)时刻需 自适应滤波技术已经广泛应用于通信、自动控 要补偿的谐波电流，并以此预测电流作为APF在tt 制、雷达等系统辨识及信号处理领域，在谐波检测方 时刻的指令电流，则APF能够恰好在t。+△1时刻 noise 面的应用可归结为自适应噪声对消(adaptive 输出负载所需的补偿电流，这样，尽管APF控制算 法固有延时仍然存在，但其对非线性负载的补偿效 (FIR)预测滤波器口415。。 果却大大改善。 1．1 ANC技术 采用曲线拟合的方法进行信号预测是最直接的 ANC法是Widrow提出的一种基于自适应滤 一种预测思路，例如，线性插值法DJ、抛物线插值 波器的信号检测方法，它能够把一个信号S从加性 法[23等方法就常用于预测正弦变化的系统电压信