一種基于同步旋轉(zhuǎn)平均值理論的三相諧波電流檢測法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電力檢測,具體是一種基于同步旋轉(zhuǎn)平均值理論的三相諧波電流 檢測法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展,而電力電子裝置在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用相對(duì)于電網(wǎng)等同 于一個(gè)諧波源,這將致使系統(tǒng)的諧波污染問題日益嚴(yán)重。如此以來,諧波治理就成為廣泛關(guān) 注的問題。為了電網(wǎng)的安全運(yùn)行和電力電子技術(shù)的繼續(xù)發(fā)展,需要對(duì)電網(wǎng)諧波采取有效的 抑制措施。APF、STATCOM等電力電子設(shè)備成為治理電網(wǎng)諧波、補(bǔ)償無功的重要裝置,其關(guān)鍵 技術(shù)之一是基波正序無功電流以及諧波電流的實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確的檢測。
[0003] 自從日本學(xué)者赤木泰文(H.Akagi)于1983年提出基于三相電路的瞬時(shí)無功功率 理論以后,這一理論經(jīng)過不斷完善,形成了系統(tǒng)的理論體系。同時(shí),不少學(xué)者在電流檢測方 面做了許多卓有成效的研宄工作。有些學(xué)者去掉了鎖相環(huán),引入了反饋,補(bǔ)償了低通濾波器 的延時(shí)。有些學(xué)者則在旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系中對(duì)基波分量和諧波分量進(jìn)行了分離。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種正確性和有效性的基于同步旋轉(zhuǎn)平均值理論的三相 諧波電流檢測法,以解決上述【背景技術(shù)】中提出的問題。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0006] -種基于同步旋轉(zhuǎn)平均值理論的三相諧波電流檢測法,所述同步旋轉(zhuǎn)平均值理論 的電流檢測過程為 :三相電網(wǎng)電壓113,11)3,11。與三相負(fù)載電流113,1 113,11。經(jīng)過€[0坐標(biāo)變換 把它們變換到a|3坐標(biāo)下的ua,up和ia,ip以及i^,iP,,其關(guān)系表達(dá)式如下:
[0007]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于同步旋轉(zhuǎn)平均值理論的三相諧波電流檢測法,其特征在于,所述同步旋轉(zhuǎn) 平均值理論的電流檢測過程為:三相電網(wǎng)電壓11 3,%,11。與三相負(fù)載電流113,4,11。經(jīng)過 a 0坐標(biāo)變換把它們變換到a 0坐標(biāo)下的ua,Ufi和i a,以及i a,,,其關(guān)系表達(dá) 式如下:
同時(shí),A相電網(wǎng)電壓經(jīng)過鎖相環(huán)和正余弦信號(hào)發(fā)生電路,得到與A相電網(wǎng)電壓同相位的 正余弦信號(hào),設(shè)相位為Wt+ Cp (Cp E [〇,2TT]),其關(guān)系表達(dá)式如下:
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于同步旋轉(zhuǎn)平均值理論的三相諧波電流檢測法,其特征在 于,經(jīng)過平均值理論得到up、u q、ip、iq和i 、Iiv的直流分量up、uq,ip、i q和i 、Iiv,再 經(jīng)過逆變換分別得到基波正序電壓uaf、ubf、u rf,基波正序電流iafl、ibfl、irfl,基波負(fù)序電流 i af,、ibf,,然后,將負(fù)載電流與基波正序電流和基波負(fù)序電流相減得到負(fù)載電流的諧 刀里 iah、ibh、ich;
此外,Up、UjP ip、iq經(jīng)過同步旋轉(zhuǎn)可以得到ip,、iq,,再經(jīng)過逆變換可以得到非理想電 壓下的基波正序有功電流或者基波正序無功電流i+af,i+bf,i+rf;
式中9+^和9 +un為正序各次電流與電壓的初相角;9 _in和9 _un為負(fù)序各次電流與 電壓的初相角;0°m為零序各次電壓的初相角。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于同步旋轉(zhuǎn)平均值理論的三相諧波電流檢測法,其特征在 于,經(jīng)過傅里葉分解,同時(shí)根據(jù)上述關(guān)系表達(dá)式計(jì)算,有:
從中可以看到ip、中除直流分量外,交流分量的周期為電源周期的1/6,即交流分量 在1/6電源周期內(nèi)平均值為O ;通過這種平均值算法可得i q的直流分量i,i
4. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于同步旋轉(zhuǎn)平均值理論的三相諧波電流檢測法,其特征在 于,在pq坐標(biāo)下,電流合成矢量i在電壓合成矢量U上的投影為瞬時(shí)正序有功電流矢量;電 流合成矢量i在電壓合成矢量u法線方向上的投影為瞬時(shí)正序無功電流矢量。
5. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于同步旋轉(zhuǎn)平均值理論的三相諧波電流檢測法,其特征在 于,針對(duì)電網(wǎng)電壓同時(shí)存在畸變與不對(duì)稱的情況,在Matlab7. 1/Simulink環(huán)境進(jìn)行仿真實(shí) 驗(yàn)。
6. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于同步旋轉(zhuǎn)平均值理論的三相諧波電流檢測法,其特征在 于,采用平均值理論和低通濾波器檢測的ip波形,在其理想電網(wǎng)條件下進(jìn)行檢測,采用平均 值理論檢測方法的時(shí)間比采用低通濾波器檢測方法的時(shí)間短。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于同步旋轉(zhuǎn)平均值理論的三相諧波電流檢測法,其特征在 于,當(dāng)只補(bǔ)償諧波電流時(shí),所述的基于同步旋轉(zhuǎn)平均值理論的三相諧波電流檢測法更加的 準(zhǔn)確。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于同步旋轉(zhuǎn)平均值理論的三相諧波電流檢測法,其特征在 于,所述同步旋轉(zhuǎn)平均值理論的三相諧波電流檢測法解決鎖相環(huán)的相位問題。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于同步旋轉(zhuǎn)平均值理論的三相諧波電流檢測法,所述同步旋轉(zhuǎn)平均值理論的電流檢測過程為:三相電網(wǎng)電壓ua,ub,uc與三相負(fù)載電流ila,ilb,ilc經(jīng)過αβ坐標(biāo)變換把它們變換到αβ坐標(biāo)下的uα,uβ和iα,iβ以及iα',iβ'。本檢測方法通過對(duì)三相電壓和電流同時(shí)進(jìn)行同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)變換解決了鎖相環(huán)的相位問題,利用負(fù)載電流與基波正序電流和負(fù)序電流的差值獲得了精確的諧波電流。
【IPC分類】G01R19-00, G01R23-16
【公開號(hào)】CN104820124
【申請?zhí)枴緾N201510126408
【發(fā)明人】趙俊霞, 石立志, 許慶旺, 范征
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)河北省電力公司, 國網(wǎng)河北省電力公司鹿泉市供電分公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年3月20日