一种智能无功补偿电路的制作方法

本发明涉及一种智能无功补偿电路。

背景技术：

目前，基于谐波检测实现无功补偿的方法主要有四种：模拟滤波器法、基于fryze时域分析的有功分离法、基于傅里叶分析及小波变换的检测控制、基于瞬时无功功率理论的谐波与无功电流检测控制，其中模拟滤波器法缺陷较多，已经极少采用，基于fryze时域分析的有功分离法精确度最高，但是需要一定周期的数据采集，耗时较长，缺乏实时性，而基于傅里叶分析及小波变换的检测控制和基于瞬时无功功率理论的谐波与无功电流检测控制两种方式虽然计算快，补偿效率高，但是精确度方面略有欠缺。

技术实现要素：

为解决上述技术问题，本发明提供了一种智能无功补偿电路，该智能无功补偿电路通过多级协调的方式，能综合多种经典无功补偿方式的优点。

本发明通过以下技术方案得以实现。

本发明提供的一种智能无功补偿电路，包括二级电流检测模块、fft分析模块、二级电流补偿模块、三级电流检测模块、瞬时无功分析模块、三级电流补偿模块、四级电流检测模块、后级时域分析模块和参数协调模块；所述二级电流检测模块、二级电流补偿模块、三级电流检测模块、三级电流补偿模块、四级电流检测模块依次串联于电源至负载的线路上；二级电流检测模块输出接至fft分析模块，fft分析模块输出接至二级电流补偿模块；三级电流检测模块输出接至瞬时无功分析模块，瞬时无功分析模块接至三级电流补偿模块；四级电流检测模块输出连接至后级时域分析模块，后级时域分析模块输出接至参数协调模块，参数协调模块连接fft分析模块和瞬时无功分析模块；

所述fft分析模块采用傅里叶分析的方法对二级电流检测模块的检测数据进行分析，分析得到的所需补偿谐波电流乘上fft调节系数后，发由二级电流补偿模块完成补偿；

所述瞬时无功分析模块采用瞬时无功功率变换的方式对三级电流检测模块的检测数据进行分析，分析得到的所需补偿谐波电流乘上瞬时调节系数后，发由三级电流补偿模块完成补偿；

所述后级时域分析模块采用基于fryze时域分析的有功分离方法对四级电流检测模块的检测数据进行分析，分析结果发送至参数协调模块后，由参数协调模块对fft调节系数和瞬时调节系数进行调整。

所述二级电流检测模块和三级电流检测模块的检测数据，均包括电流值和电压值。

所述二级电流检测模块和三级电流检测模块都通过霍尔传感器检测电流值和电压值。

在电源和负载的线路上，在二级电流检测模块前级还串联有一级电流检测模块，一级电流检测模块输出接至前级时域分析模块，前级时域分析模块输出接至参数协调模块。

所述参数协调模块对比前级时域分析模块和后级时域分析模块输出的谐波电流数据，采用svm回归模型计算fft调节系数和瞬时调节系数的调节值。

所述fft调节系数和瞬时调节系数，为二级电流补偿模块或三级电流补偿模块中，旁路电容投切的触发脉冲占空比的乘数；二级电流补偿模块和三级电流补偿模块中采用pwm脉冲控制电源至负载的线路的旁路电容投切时间。

所述参数协调模块通过后续周期的前级时域分析模块和后级时域分析模块输出谐波电流数据对比结果，采用反向传播的方式，对svm回归模型的参数进行修正。

所述fft调节系数和瞬时调节系数的取值范围为0.4～0.95。

本发明的有益效果在于：通过多级协调的方式，能综合多种经典无功补偿方式的优点，通过fft分析模块和瞬时无功分析模块的设置有效规避fryze时域分析方式下耗时较长的缺点，同时通过前级时域分析模块、后级时域分析模块和参数协调模块有效提高精确度，通过fft调节系数和瞬时调节系数的设置方式使得fft分析模块和瞬时无功分析模块的工作能够有机结合。

附图说明

图1是本发明的连接示意图。

具体实施方式

下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1所示的一种智能无功补偿电路，包括二级电流检测模块、fft分析模块、二级电流补偿模块、三级电流检测模块、瞬时无功分析模块、三级电流补偿模块、四级电流检测模块、后级时域分析模块和参数协调模块；所述二级电流检测模块、二级电流补偿模块、三级电流检测模块、三级电流补偿模块、四级电流检测模块依次串联于电源至负载的线路上；二级电流检测模块输出接至fft分析模块，fft分析模块输出接至二级电流补偿模块；三级电流检测模块输出接至瞬时无功分析模块，瞬时无功分析模块接至三级电流补偿模块；四级电流检测模块输出连接至后级时域分析模块，后级时域分析模块输出接至参数协调模块，参数协调模块连接fft分析模块和瞬时无功分析模块；

所述fft分析模块采用傅里叶分析的方法对二级电流检测模块的检测数据进行分析，分析得到的所需补偿谐波电流乘上fft调节系数后，发由二级电流补偿模块完成补偿；

所述瞬时无功分析模块采用瞬时无功功率变换的方式对三级电流检测模块的检测数据进行分析，分析得到的所需补偿谐波电流乘上瞬时调节系数后，发由三级电流补偿模块完成补偿；

所述后级时域分析模块采用基于fryze时域分析的有功分离方法对四级电流检测模块的检测数据进行分析，分析结果发送至参数协调模块后，由参数协调模块对fft调节系数和瞬时调节系数进行调整。

所述二级电流检测模块和三级电流检测模块的检测数据，均包括电流值和电压值。

所述二级电流检测模块和三级电流检测模块都通过霍尔传感器检测电流值和电压值。

在电源和负载的线路上，在二级电流检测模块前级还串联有一级电流检测模块，一级电流检测模块输出接至前级时域分析模块，前级时域分析模块输出接至参数协调模块。

所述参数协调模块对比前级时域分析模块和后级时域分析模块输出的谐波电流数据，采用svm回归模型计算fft调节系数和瞬时调节系数的调节值。

所述fft调节系数和瞬时调节系数，为二级电流补偿模块或三级电流补偿模块中，旁路电容投切的触发脉冲占空比的乘数；二级电流补偿模块和三级电流补偿模块中采用pwm脉冲控制电源至负载的线路的旁路电容投切时间。

所述参数协调模块通过后续周期的前级时域分析模块和后级时域分析模块输出谐波电流数据对比结果，采用反向传播的方式，对svm回归模型的参数进行修正。

所述fft调节系数和瞬时调节系数的取值范围为0.4～0.95。

单一的看，svm回归模型的输入为前级时域分析模块和后级时域分析模块输出谐波电流数据对比结果，对比结果包括谐波电流频率和谐波分量等，输出为fft调节系数和瞬时调节系数，但由于前级时域分析模块和后级时域分析模块的分析，需要经过一段周期的数据采集和计算，因此可认为svm回归模型的输入数据实质上是一个时间序列，此时可以假定svm回归模型包含前后两个部分，前一部分就是上述输入输出的模型，本质是一个经典的svm回归模型，后一部分是fft调节系数和瞬时调节系数经过fft分析模块和瞬时无功分析模块作用所产生的电性能变化，亦即后一部分的输入为fft调节系数和瞬时调节系数，输出为下一个时序的前级时域分析模块和后级时域分析模块输出谐波电流数据对比结果，而由于fft分析模块和瞬时无功分析模块其他参数，在采用现有技术预先设置好之后，并不发生改变，因此后一部分可认为是一个恒定模型，整个两部分构成的svm回归模型就只有其前半部分有变量参与，故可以采用反向传播的方式进行参数调整。

用数学简化表达即为：

第一部分：yt＝f(△xt)，

其中，yt为参数协调模块在第t个周期的fft调节系数和瞬时调节系数输出值，△xt为在第t个周期时前级时域分析模块和后级时域分析模块输出谐波电流数据对比结果，f为svm回归模型，

第二部分：△xt+1＝g(yt)

其中，△xt+1为在第t+1个周期时前级时域分析模块和后级时域分析模块输出谐波电流数据对比结果，g为fft调节系数和瞬时调节系数经过fft分析模块和瞬时无功分析模块作用所产生的电性能变化关系，g视为恒定关系，

整体的，△xt+1＝g(f(△xt))，由于g是一恒定关系，因此可采用反向传播方式计算调整f的参数。

对于具体的svm回归模型中f采用何种方式(如采用何种核函数，采用何种损失函数等)，还需要后续在进一步的开发过程中进行测试，但并不影响本发明关于无功补偿协调反馈调整的整体构思。