《基于dq_坐标变换的改进型谐波和无功电流检测法》.pdf

基于 dq 坐标变换的改进型谐波和无功电流检测法 基于dq 坐标变换的改进型谐波和无功电流检测法 1 1 2 叶明佳 ，杨浩 ，童杰 (1.重庆大学电气工程学院，输配电装备及系统安全与新技术国家重点实验室，重庆，400030 ； 2.重庆市电机工程学会，重庆，4000 14) 摘要：当三相电网电压不对称时，无功电流的检测会出 dq 法都具有一定的局限性：当三相电压畸变或不 现偏差，传统的 dq 无功电流检测法的电路结构及数学运 对称时，p-q 法检测出的谐波及无功电流有较大 算较复杂且会影响谐波检测的实时性及精度。用得到的 误差。当三相电压相位不对称时，ip-iq 法能准确 基波正序电流或基波正序有功(无功) 电流代替电网电压 检测出谐波电流，但检测出的无功电流有偏差 进行锁相，可以避免三相电压不对称带来的问题；低通 [7]。三相电压不对称时，由于负序和零序电压的 滤波器的固有延时使检测方法的动态响应速度不够理想, 存在，dq 检测法中的锁相环对 a 相电压进行锁相 用基于平均值理论的积分滤波方法代替低通滤波器提取 的结果与 a 相正序电压分量存在相位差，虽然对 直流信号，从而提高检测的精度及响应速度。理论分析 谐波电流的检测没有影响，但使无功电流的检测 和仿真实验表明，该改进型谐波及无功电流检测方法实 结果产生误差[8]。解决方法是将三相电压进行dq 现简单，运用灵活且具有良好的动态响应速度及跟踪性 坐标变换后再用滤波器滤除不对称分量来提取 能。 基波正序电压分量[9]。但是该方法不仅增加了两 个滤波器使检测方法的电路更复杂，也使检测方 关键词：dq 坐标变换；锁相环；低通滤波器；积分滤波； 法的运算复杂度增大。滤波器的增加以及运算复 无功电流 杂性的增大使谐波检测的实时性以及精度均受 到影响[10][11]。 1 引言 因此，本文在传统 dq 谐波及无功电流检测 法的基础上，对锁相环节进行改进从而消除 a 相 随着电力电子设备等非线性负荷在电力系 电压的负序及零序分量的影响；并用积分滤波方 统中的广泛应用，电网中谐波日益严重。谐波抑 法代替传统的低通滤波器提取直流信号，消除低 制的一个重要手段是采用电力有源滤波器，其基 通滤波器的固有延时，从而加快动态响应速度， 本原理是从补偿对象中检测出谐波电流，由补偿 并进一步提高检测精度。理论分析和仿真结果表 装置产生一个与该谐波电流大小相等而极性相 明，该方法灵活简便，不仅可以更加实时、准确 反的补偿电流与其抵消[1] 。谐波电流的检测环节 地检测谐波及无功电流还增强了检测的跟踪性 是一个直接影响到有源滤波效果的关键环节。 能。 现有的谐波检测方法有很多，如：基于 Fryze 时域功率定义的谐波检测法、基于瞬时无功功率 2 dq 谐波及无功电流检测法分析 的谐波检测法、基于小波的谐波检测法、基于傅 里叶变换的谐波检测法、基于神经网络的谐波检 图 1(a)为三相电网电压对称时，abc 坐标系 测方法等[2][3