發(fā)布時(shí)間：2020-05-01 17:40

【摘要】：電力是當(dāng)今社會使用最為廣泛的能源之一,良好的電能質(zhì)量是各行業(yè)飛速發(fā)展的前提,是人們安穩(wěn)生活的保證。但近些年來由于大量非線性、沖擊性電力設(shè)備的投入使用,致使電力系統(tǒng)中產(chǎn)生了諧波,表現(xiàn)為電能質(zhì)量的下降,直接影響社會的安全、穩(wěn)定和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,解決諧波問題刻不容緩。而解決諧波問題的首要環(huán)節(jié)是諧波的檢測,因此設(shè)計(jì)一套性能良好的諧波檢測系統(tǒng)是十分有必要的。本文從諧波檢測系統(tǒng)的檢測算法和系統(tǒng)設(shè)計(jì)這兩方面展開研究。在檢測算法方面,首先介紹了現(xiàn)階段對于諧波檢測的幾種常用方法,并做了分析對比,決定采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)作為檢測系統(tǒng)的核心算法。然后針對神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)中的BP網(wǎng)絡(luò)做了相關(guān)闡述,并用各種改進(jìn)的BP網(wǎng)絡(luò)去檢測諧波,發(fā)現(xiàn)采用LM算法的BP網(wǎng)絡(luò)在諧波檢測方面更具有優(yōu)勢,但其也存在著缺陷,即對于網(wǎng)絡(luò)的初始權(quán)值和閾值參數(shù)敏感,會影響諧波的檢測結(jié)果,于是提出用遺傳算法去優(yōu)化的策略,并進(jìn)行了仿真研究,結(jié)果表明采用遺傳算法優(yōu)化的BP網(wǎng)絡(luò)相比未優(yōu)化的網(wǎng)絡(luò)其訓(xùn)練速度更快,對于諧波的檢測更加精確。但是遺傳算法也存在缺陷,于是提出自適應(yīng)遺傳算法優(yōu)化BP網(wǎng)絡(luò)的諧波檢測方案,并進(jìn)行仿真實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明自適應(yīng)遺傳算法優(yōu)化的BP網(wǎng)絡(luò)其訓(xùn)練速度更快,有利于提高諧波檢測的實(shí)時(shí)性,并且諧波檢測的結(jié)果也更加精準(zhǔn)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面,本文進(jìn)行了硬件電路和軟件程序的設(shè)計(jì)。硬件電路主要從數(shù)據(jù)采集模塊、數(shù)據(jù)處理模塊和人機(jī)交互模塊這三方面展開研究,其中數(shù)據(jù)處理模塊采用了現(xiàn)階段較為實(shí)用的芯片S5P4418作為主控制器,其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)運(yùn)算能力可以提高系統(tǒng)對于諧波的檢測速度。軟件程序的設(shè)計(jì)包括系統(tǒng)的驅(qū)動程序和應(yīng)用程序設(shè)計(jì)這兩個(gè)方面,驅(qū)動程序主要介紹了WIFI和SD卡驅(qū)動的設(shè)計(jì)流程,而應(yīng)用程序則介紹了主程序和基本子程序的設(shè)計(jì)流程,基本子程序包括采樣程序、數(shù)據(jù)處理與顯示程序以及數(shù)據(jù)傳輸程序。最后結(jié)合硬件與軟件,完成了一整套諧波檢測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。圖[44]表[8]參[56]。
【圖文】：

無功功率的諧波檢測方法[9-12]；基于小波變換的諧波檢測方法[13-16]；基于經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的諧波檢測方法[17-20]。（1）基于模擬濾波器的諧波檢測方法使用模擬濾波器進(jìn)行諧波檢測，其核心在于模擬濾波器的設(shè)計(jì)，主要包濾波器和帶通濾波器這兩種。就高通濾波器來說，它可以將含有諧波成分的基波分量濾除，得到諧波分量。而帶通濾波器與此不同，它是將含有諧信號中的基波分量提取出來，再與原信號相減以得到諧波分量。圖 1 所示并行濾波式測量裝置法，帶有諧波分量的信號經(jīng)放大器放大后送入并行聯(lián)組帶通濾波器，帶通濾波器的中心頻率 f 是工頻的整數(shù)倍，且滿足 f1<f2<...諧波的最高次數(shù))，經(jīng)帶通濾波器處理后再送入多路顯示器，這時(shí)可以通過觀察到諧波的成分以及幅值。此種方法的優(yōu)點(diǎn)是原理簡單，電路所用元件少，造價(jià)低，并且電路輸出，功率因數(shù)易于控制。缺點(diǎn)是測量誤差大，實(shí)時(shí)性差，對電路元件參數(shù)敏外界環(huán)境要求高。

力系統(tǒng)中大量非線性設(shè)備的投入使用致使電網(wǎng)產(chǎn)生了諧波，嚴(yán)重穩(wěn)定運(yùn)行，尋求高質(zhì)量的諧波檢測方法勢在必行，而神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)以擬合能力和自適應(yīng)能力取得了良好的應(yīng)用效果。前基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行諧波檢測大多采用的是 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[21]，BP 言原理比較簡單，結(jié)構(gòu)也不復(fù)雜，實(shí)現(xiàn)難度低，可以滿足諧波檢性的要求。 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)86 年，Rumelhart、McCelland 等科學(xué)家提出 BP（Back Propagati它是一種按誤差逆向傳播算法訓(xùn)練的多層前饋網(wǎng)絡(luò)，是目前應(yīng)用絡(luò)[22]。BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)一般由輸入層、隱含層和輸出層構(gòu)成，隱含多層結(jié)構(gòu)，，圖 2 所示的為一個(gè)典型的三層 BP 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，層與層的連接方式，同一層之間不存在相互連接。
【學(xué)位授予單位】：安徽理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：TM935

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2646896