摘 要

在电力电子技术日新月异的现在，各种电力电子装置的身影在各个行业随处可见。伴随着电力电子技术迅猛发展的是谐波问题越来越严重，谐波带来的危害也引起了人们的重视，而精确的谐波检测是减少谐波的关键所在。经过对现有的谐波检测方法的了解，本文采用了差分进化算法这一智能算法，将其用于电网谐波检测。通过对谐波检测这一实际问题进行建立数学模型，将其转换成只受到单个未知变量影响的优化问题，应用差分进化算法对问题的目标函数的优化原理，寻找问题最优解。运用Matlab软件对基于差分进化算法的谐波检测方法进行仿真，由仿真结果可以证实差分进化算法能够应用于检测谐波并且将结果和传统算法进行比较，可以发现差分进化算法在考虑频率偏差、实时性等方面具有优越性。差分进化算法用于检测谐波时的优点需要利用，缺点需要改正，对于这一检测方法的研究还未结束。

关键词：差分进化算法；谐波检测；仿真

Abstract

In the ever-changing power electronics technology, a variety of power electronic devices in the various industries everywhere. With the rapid development of power electronics technology is more and more serious harmonic problems, the harm caused by harmonics has also attracted people's attention, and accurate harmonic detection is the key to reduce the harmonic. Through the understanding of the existing harmonic detection method, this paper uses the differential evolution algorithm of this intelligent algorithm, which will be used for harmonic detection of the power grid. By solving the practical problem of harmonic detection, the mathematical model is transformed into an optimization problem which is affected only by a single unknown variable. The optimal solution of the objective function of the problem is solved by differential evolution algorithm. The simulation results show that the differential evolution algorithm can be applied to the detection of harmonics and compare the results with the traditional algorithms. It can be found that the differential evolution algorithm is considered in the frequency deviation, and the real-time performance of the system is improved by using the Matlab algorithm to simulate the harmonic detection method based on the difference evolution algorithm. Sexual and other aspects of superiority. Differential evolutionary algorithms are needed to detect the advantages of harmonics, and the disadvantages need to be corrected. The study of this detection method has not yet been completed.

Key Words：differential evolution algorithm;harmonic detection;simulation

目 录

摘 要 I

Abstract II

目 录 III

第1章 绪论 1

1.1 谐波研究背景 1

1.1.1 谐波的产生 1

1.1.2 谐波的危害 2

1.2 谐波检测的发展 3

1.2.1 基于模拟滤波器的谐波检测 3

1.2.2 基于瞬时无功功率的谐波检测 4

1.2.3 基于傅立叶变换的谐波检测 4

1.2.4 基于小波变换的谐波检测 5

1.2.5 基于神经网络的谐波检测 5

1.3 谐波的治理 6

1.4 本文研究内容 7

第2章 谐波检测建模 8

2.1 信号关系 8

2.2 系统结构矩阵 8

2.3 频率估计 9

2.3.1 频率偏差的产生 9

2.3.2 频率偏差的影响 9

2.4 结构矩阵修改 10

第3章 差分进化算法 11

3.1 差分进化算法概念 11

3.2 差分进化算法流程 11

3.2.1 初始化 11

3.2.2 变异 11

3.2.3 交叉 12

3.2.3.1 二项式交叉 12

3.2.4 选择 12

3.2.5 终止 13

3.3 差分进化算法现状 13

3.3.1 差分进化算法特点 13

3.3.2 差分进化算法优缺点 14

3.3.3 差分进化算法研究展望 14

3.4 差分进化算法的改进 15

3.5 谐波检测的算法流程 16

第4章 仿真结果分析 18

4.1 数据分析 18

4.2 结果分析与比较 18

第5章 总结与展望 20

5.1 总结 20

5.2 展望 21

参考文献 22

致 谢 23

第1章 绪论

1.1 谐波研究背景

1.1.1 谐波的产生

谐波简单来说就是周期性电信号中频率是基波频率整数倍的电气量。在电信号除去基波后，留下的就是谐波和附加噪声，在谐波中，有的谐波的频率和基频不成整数比，这种谐波种类为间谐波。电流流过非线性的负载的时候，此时流过电流和负载两端的电压为非线性的关系，从而生成电流的波形是非正弦的，导致了谐波的产生。

谐波源一般是指和电力系统连接并向电力系统中输入频率高于50Hz电流或者在电力系统中产生谐波电压的设备。由于电力电子技术在电力系统的广泛应用，电力系统中生成谐波的设备越来越多，但是可以将大致的谐波源分为以下几类：