【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力系统的谐波检测，尤其涉及一种基于双曲正切格曼-麦克卢尔函数的三相谐波检测方法。
技术介绍
1、随着电力系统的飞速进步，电网在日常生活中的覆盖率也有了显著的提升。然而，电网是由大批的非线性元件构成的，因此在电网中必然会出现大量的谐波。这些谐波引发了电网污染，给生产、生活等多个领域带来了严重的影响，同时，谐波还会对通信设备和电子设备产生重大干扰。因此，采取必要的步骤消除和控制谐波，满足人们对电力质量更高的期望，已成为当务之急。
2、研究者们已经提出了多种方法来解决这个问题。例如，wiener提出的wiener滤波，widrow和hoff提出的lms自适应算法，以及kalman提出的卡尔曼滤波算法，这些都刺激了自适应滤波理论的进一步完善和发展。目前，自适应滤波技术已经在各个领域得到了广泛应用，包括降低回声噪声、自适应控制技术、处理谐波等多个领域。因此，许多学者开始尝试将自适应滤波理论应用于谐波检测，并已取得了优秀的成果。自适应谐波电流检测不仅实现简单，具有广泛的适用性，其运行特性几乎不受元件参数的影响，稳定性良好，并且能够进行闭环连续调节，因此受到了学者们的广泛研究和追捧。在自适应谐波检测的应用中，基于volterra结构的谐波检测算法是现有的表现良好的方法之一：
3、文献1“subudhi u,sahoo h k,mishra s k.harmonics and decaying dcestimation using volterra lms/f algorithm[j].ieee tran
4、为了增强自适应谐波检测系统的算法稳定性，需要设计一种新的算法，旨在提升稳定性和跟踪性能，同时也能降低稳态误差。
技术实现思路
1、本专利技术要解决的技术问题在于针对现有技术中的缺陷，提供一种基于双曲正切格曼-麦克卢尔函数的三相谐波检测方法，采用该方法进行谐波电流检测，能获得更快的收敛速度和跟踪性能以及更低的稳态误差。
2、本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：
3、本专利技术提供一种基于双曲正切格曼-麦克卢尔函数的三相谐波检测方法，该方法包括以下步骤：
4、步骤a、对三相周期性非正弦电压信号进行等间隔的采样，得到离散的三相信号y(k)，并计算离散输入矩阵x(k)；
5、步骤b、将步骤a中得到的离散输入矩阵x(k)输入到基于双曲正切格曼-麦克卢尔函数的自适应滤波器中，得到三相电压的估计值
6、步骤c、使用步骤a中采样的当前k时刻的离散三相信号y(k)，减去步骤b中计算的三相电压的估计值得到误差信号e(k)；
7、步骤d、根据步骤c中的当前k时刻的误差信号e(k)，计算出当前k时刻去除谐波干扰的误差信号更新得到自适应滤波器的下一时刻k+1的权系数w(k+1)；
8、步骤e、根据步骤d中当前k时刻的权系数w(k+1)，计算出谐波的振幅和相位；
9、步骤f、令k＝k+1，重复步骤a-步骤e，得到所有谐波的幅值和相位。
10、进一步地，本专利技术的所述步骤a的方法包括：
11、对三相周期性非正弦电压信号进行等间隔的采样，设定的采样率为25.6khz，得到离散的三相信号，y(k)＝[vak,vbk,vck]；其中：
12、
13、
14、
15、其中，w＝2πf,f表示系统频率，vk表示离散噪声；
16、离散输入矩阵为：
17、
18、其中，ts表示采样周期、n表示第n次谐波、n是最大谐波数、vk是离散噪声、φn是相位。
19、进一步地，本专利技术的所述步骤b的方法包括：
20、将步骤a中得到的离散输入矩阵x(k)输入到基于双曲正切格曼-麦克卢尔函数的自适应滤波器中，得到三相电压的估计值即其中，分别表示三相的正序、负序和零序电压；w(k)是当前k时刻的自适应滤波器权系数，若k为初始时刻，则权系数值为零。
21、进一步地，本专利技术的所述步骤c的方法包括：
22、使用步骤a中采样的当前k时刻的离散三相信号y(k)，减去步骤b中计算的三相电压的估计值得到误差信号e(k)；即：
23、
24、进一步地，本专利技术的所述步骤d的方法包括：
25、步骤d1、根据步骤c中的当前k时刻的误差信号e(k)，计算出当前k时刻去除谐波干扰的误差信号其公式为：
26、
27、其中，β、σ分别表示形状参数和核宽度；tanh代表双曲正切函数；e(k)的初始值设为零，即
28、进一步地，本专利技术的所述步骤d的方法包括：
29、根据步骤d1的结果，更新得到自适应滤波器的下一时刻k+1的权系数w(k+1)；即：
30、
31、其中，λ是当前k时刻的自适应滤波器步长。
32、进一步地，本专利技术的所述步骤e的方法包括：
33、根据步骤d中当前k时刻的权系数w(k+1)，计算出谐波的振幅和相位，即：
34、
35、
36、
37、
38、
39、
40、其中，和分别代表第1，3，5次谐波的幅值，和分别代表第1，3，5次谐波的相位，w1(k)-w6(k)分别表示权系数第1个至第6个的元素。
41、本专利技术提供一种基于双曲正切格曼-麦克卢尔函数的三相谐波检测系统，包括以下模块：
42、信号采样模块，用于对三相周期性非正弦电压信号进行等间隔的采样，得到离散的三相信号y(k)，并计算离散输入矩阵x(k)；
43、电压估计值计算模块，用于将得到的离散输入矩阵x(k)输入到基于双曲正切格曼-麦克卢尔函数的自适应滤波器中，得到三相电压的估计值
44、误差信号计算模块，用于使用采样的当前k时刻的离散三相信号y(k)，减去计算的三相电压的估计值得到误差信号e(k)；
45、权重更新模块，用于根据当前k时刻的误差信号e(k)，计算出当前k时刻去除谐波干扰的误差信号更新得到自适应滤波器的下一时刻k+1的权系数w(k+1)；
46、幅值和相位计算模块，用于根据当前k时刻的权系数w(k+1)，计算出谐波的振幅和相位；并令k＝k+1，重复循环计算，得到所有谐波的幅值和相位。
47、本专利技术产生的有益效果是：
48、本专利技术实施了一种基于双曲正切格曼-麦克卢尔函数的三相谐波检测方法，这种方法具有高精度的检测本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于双曲正切格曼-麦克卢尔函数的三相谐波检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于双曲正切格曼-麦克卢尔函数的三相谐波检测方法，其特征在于，所述步骤A的方法包括：
3.根据权利要求1所述的基于双曲正切格曼-麦克卢尔函数的三相谐波检测方法，其特征在于，所述步骤B的方法包括：
4.根据权利要求1所述的基于双曲正切格曼-麦克卢尔函数的三相谐波检测方法，其特征在于，所述步骤C的方法包括：
5.根据权利要求1所述的基于双曲正切格曼-麦克卢尔函数的三相谐波检测方法，其特征在于，所述步骤D的方法包括：
6.根据权利要求5所述的基于双曲正切格曼-麦克卢尔函数的三相谐波检测方法，其特征在于，所述步骤D的方法包括：
7.根据权利要求1所述的基于双曲正切格曼-麦克卢尔函数的三相谐波检测方法，其特征在于，所述步骤E的方法包括：
8.一种基于双曲正切格曼-麦克卢尔函数的三相谐波检测系统，其特征在于，包括以下模块：
【技术特征摘要】
1.一种基于双曲正切格曼-麦克卢尔函数的三相谐波检测方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于双曲正切格曼-麦克卢尔函数的三相谐波检测方法，其特征在于，所述步骤a的方法包括：
3.根据权利要求1所述的基于双曲正切格曼-麦克卢尔函数的三相谐波检测方法，其特征在于，所述步骤b的方法包括：
4.根据权利要求1所述的基于双曲正切格曼-麦克卢尔函数的三相谐波检测方法，其特征在于，所述步骤c的方法包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：刘倩倩，刘慧，
申请(专利权)人：宁波力斗智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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