一種基于快速傅立葉變換的抑制電流諧波的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于電網(wǎng)諧波檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于快速傅立葉變換的抑制電流諧 波的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 航空交流電源通常由AC/DC全橋整流電路變換成直流，供給各種拓?fù)涞母吖β拭?度DC/DC開關(guān)電源。伴隨武器裝備需求，越來越多的電力電子設(shè)備向電網(wǎng)大量注入諧波，使 得航空交流供電系統(tǒng)電流非正弦化，或者電流是正弦但與電網(wǎng)電壓不同相。送會引起能量 傳輸效率降低，用電設(shè)備過熱等問題。世界各國都對諧波問題予W充分的關(guān)注，國際上召開 了多次有關(guān)諧波問題的學(xué)術(shù)會議，不少國家和國際學(xué)術(shù)組織制定了限制電力系統(tǒng)和用電設(shè) 備諧波的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)定。因此，需要對航空電源諧波加 W研究和控制，提高電網(wǎng)質(zhì)量，確保設(shè) 備安全、可靠運(yùn)行。
[0003] 目前，諧波抑制的一個(gè)重要措施是采用有源電力濾波器（APF)。有源電力濾波器作 為電網(wǎng)系統(tǒng)諧波動態(tài)補(bǔ)償裝置，諧波檢測是諧波補(bǔ)償?shù)幕疽蟆，F(xiàn)有的諧波檢測方法主 要有；帶通或者帶阻模擬濾波器檢測法，基于瞬時(shí)無功功率理論的檢測法，小波變換法等。 模擬濾波器檢測法中必頻率對元件參數(shù)十分敏感等，設(shè)計(jì)難，誤差大；基于瞬時(shí)無功功率理 論的檢測法現(xiàn)已包括法、法和法，送些方法檢測的均為各次諧波之和，無法得到各次諧波幅 值和相位信息。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明解決的技術(shù)問題為；提供一種基于快速傅立葉變換的抑制電流諧波的方 法。
[0005] 本發(fā)明的技術(shù)方案為：所述的檢測方法包括如下步驟：
[0006] 步驟一，信號處理器的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器W的采樣頻率采樣電流信號，將模擬信號轉(zhuǎn) 化成數(shù)字序列存儲在RAM中；
[0007] 步驟二，信號處理器的捕獲端口捕獲電壓過零檢測電路生成的方波上升沿，并對 保存的采樣電流數(shù)據(jù)序列進(jìn)行N點(diǎn)FFT分析，得到個(gè)離散的復(fù)數(shù)序列X[0]、X[1]…X[];
[0008] 步驟H，求取復(fù)數(shù)序列X[0]、X[1]…X□對應(yīng)的功率譜線A[1]、A巧]…A□的幅 值；
[0009] 步驟四，搜索功率譜線幅值，對功率譜線幅值小于條件的頻譜進(jìn)行反傅立葉變換， 獲得功率譜線幅值小于界定值的諧波分量之和；
[0010] 步驟五，將得到的諧波分量之和作為抑制電流諧波的指令。
[0011] 諧波電流補(bǔ)償指令與實(shí)際補(bǔ)償電流經(jīng)過電流跟蹤控制電路得到PWM變流器的功 率管的驅(qū)動信號，保證補(bǔ)償電流跟蹤補(bǔ)償指令
[0012] 補(bǔ)償電流發(fā)生電路向電網(wǎng)注入補(bǔ)償電流，該電流與諧波相互抵消，電網(wǎng)諧波得到 抑制。
[0013] 本發(fā)明的有益效果；本技術(shù)方案可W提取任意次諧波和滿足條件的各次諧波分量 之和，當(dāng)負(fù)載諧波電流超出APF的補(bǔ)償容量時(shí)，可W選擇只補(bǔ)償其中危害比較大的特征次 諧波；可W對滿足條件的諧波實(shí)施反傅立葉變換（IFFT)，然后提取該部分諧波含量之和， W方便與無源濾波器配合使用的場合，APF只補(bǔ)償所需諧波。
【附圖說明】
[0014] 圖1為本技術(shù)方案的流程框圖；
[0015] 圖2為雷達(dá)電源負(fù)載電流典型波形；
[0016] 圖3為負(fù)載電流總諧波波形；
[0017] 圖4為補(bǔ)償后電源電流波形；
[001引圖5為幅值小于A[3] = 1677. 9的總諧波波形；
[0019] 圖6為幅值小于A[3] = 1677. 9諧波補(bǔ)償后電源電流。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作【具體實(shí)施方式】做進(jìn)一步說明。
[0021] 針對提取滿足條件的各次諧波分量之和送一需求，本實(shí)用發(fā)明提出的一種基于 快速傅里葉變換的飛機(jī)交流電源諧波檢測方法，但不作為本發(fā)明的限定，實(shí)施例只為說明 本發(fā)明的原理，本發(fā)明還會有各種改進(jìn)，送些改進(jìn)都落入本發(fā)明保護(hù)范圍內(nèi)。本實(shí)例通過 Matl油仿真軟件說明其實(shí)施過程。
[0022] (1)整流電路負(fù)載電流典型波形參見圖2 ;
[0023] 似交流電源頻率為f = 400Hz ;
[0024] (3)確定DSP處理器的A/D轉(zhuǎn)換器對負(fù)載電流采樣的頻率f, = 50曲z ;
[00巧](4) 一個(gè)周期采樣點(diǎn)爹
[0026] (5)取FFT數(shù)據(jù)運(yùn)算長度N = 28 = 128 ;
[0027] (6) CAP單元檢測到方波信號邊沿；
[0028] (7)啟動軟件對125個(gè)采樣離散數(shù)據(jù)序列進(jìn)行N= 128的FFT變換，得到離散復(fù)數(shù) 序列X[1]、X凹…X[12引；
[002引做計(jì)算復(fù)數(shù)序列功率譜線幅值A(chǔ)山、A凹…A[128];
[0030] (9)搜索幅值，對功率譜線幅值小于A凹=8217. 3的頻譜進(jìn)行反FFT變換；獲取 諧波分量之和；
[0031] (10)諧波分量之和指令和實(shí)際補(bǔ)償電流經(jīng)過比例積分調(diào)節(jié)器后的結(jié)果，經(jīng)過數(shù)字 信號處理器PWM模塊Η角波調(diào)制，生成補(bǔ)償電路驅(qū)動信號，完成諧波補(bǔ)償；
[0032] (12)補(bǔ)償后的電源電流波形參見圖4,電源電流波形正弦性更化諧波含量較負(fù) 載電流更低。
[0033] (13)搜索幅值，對功率譜線幅值小于Α[3] = 1677. 9的頻譜進(jìn)行反傅立葉變換 (IFFT);獲取諧波分量之和見圖5 ;
[0034] (14)諧波分量之和指令和實(shí)際補(bǔ)償電流經(jīng)過比例積分調(diào)節(jié)器后的結(jié)果，經(jīng)過數(shù)字 信號處理器PWM模塊Η角波調(diào)制，生成補(bǔ)償電路驅(qū)動信號，完成諧波補(bǔ)償；
[0035] (15)補(bǔ)償后的電源電流波形參見圖6,電源電流波形正弦性更化諧波含量較負(fù) 載電流更低。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于快速傅立葉變換的抑制電流諧波的方法，其特征為：所述的檢測方法包括 如下步驟： 步驟一，信號處理器的數(shù)/模轉(zhuǎn)換器以fs的采樣頻率采樣電流信號，將模擬信號轉(zhuǎn)化 成數(shù)字序列存儲在RAM中； 步驟二，信號處理器的捕獲端口捕獲電壓過零檢測電路生成的方波上升沿，并對保存 的采樣電流數(shù)據(jù)序列進(jìn)行N點(diǎn)FFT分析，得到N/2個(gè)離散的復(fù)數(shù)序列X[0]、X[1]…X[N/2]; 步驟三，求取復(fù)數(shù)序列X[0]、X[ 1 ]…X[N/2]對應(yīng)的功率譜線A[1]、A[2]…A[N/2]的幅 值； 步驟四，搜索功率譜線幅值，對功率譜線幅值小于條件的頻譜進(jìn)行反傅立葉變換，獲得 功率譜線幅值小于界定值的諧波分量之和； 步驟五，將得到的諧波分量之和作為抑制電流諧波的指令； 步驟六，諧波電流補(bǔ)償指令與實(shí)際補(bǔ)償電流經(jīng)過電流跟蹤控制電路得到PWM變流器的 功率管的驅(qū)動信號，補(bǔ)償電流發(fā)生電路向電網(wǎng)注入補(bǔ)償電流。
【專利摘要】本發(fā)明屬于電網(wǎng)諧波檢測技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于快速傅立葉變換的抑制電流諧波的方法。本技術(shù)方案可以提取任意次諧波和滿足條件的各次諧波分量之和，當(dāng)負(fù)載諧波電流超出APF的補(bǔ)償容量時(shí)，可以選擇只補(bǔ)償其中危害比較大的特征次諧波；可以對滿足條件的諧波實(shí)施反傅立葉變換(IFFT)，然后提取該部分諧波含量之和，以方便與無源濾波器配合使用的場合，APF只補(bǔ)償所需諧波。
【IPC分類】H02J3/01, G01R23/16
【公開號】CN105656044
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】孫百軍, 鄒曉漁, 施宏
【申請人】中國航空工業(yè)集團(tuán)公司雷華電子技術(shù)研究所
【公開日】2016年6月8日
【申請日】2014年12月3日