等离子体所在低频谐波检测及抑制方面取得新进展

发布日期：2018-12-26 来源： 中国仪表网 浏览次数：30347

　　近期，等离子体所电源及控制工程研究室在国际能源高水平期刊《International Journal Of Energy Research》发表题为“A new hybrid filter based on differential current control method for low-order harmonic suppression in Tokamak power system”的研究性论文(DOI：10.1002/er.3829)，系统阐述了低频谐波检测及抑制方面的研究进展。

　　近年来，随着大量非线性负载的使用，导致电网谐波污染日益严重，电网的电能质量日益恶化，对电力系统谐波的处理技术要求也越来越高。低频谐波是由变频器构成的交流调速系统普遍存在的问题。随着未来托卡马克装置电源功率的大幅提升，其低频谐波问题将更加突出，影响更为恶劣。

　　针对电力系统中低频间谐波检测，目前可以实现的方案有基于DFT(或FFT)的加窗插值算法和基于Prony及其扩展算法等。而电力系统中的间谐波具有波动性、随机性等特点，同时IEC61000-4-7和国标GB/T24337-2009出于对间谐波检测的稳定性和实时性考虑，规定用基于加矩形窗DFT频谱分析方法进行间谐波的测量，并限定测量时间窗为10个基频周期(即200ms)，频谱上的谱线间隔为5Hz。

　　但是在IEC框架下，基于DFT频谱分析的检测算法基本失效，而Prony及其扩展算法(扩展Prony法)是基于现代谱估计中的方法，在检测低频和超低频率分量时理论上不受频率分辨率的限制，但是必须要进行大型的矩阵运算，还需要对信号进行准确的定阶，对于电网宽带多频的信号无法直接检测，影响算法的实时性和稳定性。同时，基于Prony的相关算法对系统噪声很敏感，实际检测中误差很大。因此，现有技术对超低频间谐波的检测还存在很多不足。

　　课题组经过大量的数据分析汇总及方案调研，提出了一种基于多参考复合矢量控制算法的新型混联方案，针对性地优化了控制策略，并通过谐振注入的方式使低压有源滤波器实现在10kV及以上电压等级应用提供了技术和工程参照。

　　该研究得到了EAST团队以及合作者的大力支持，并且获得了国家自然科学基金的资助。

　　(资料来源：中国科学院、百度百科、国家知识产权局)

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