一種基于虛擬磁鏈鎖相的諧波電流檢測方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種諧波和無功電流檢測方法，特別是一種基于虛擬磁鏈鎖相的諧波 和無功電流檢測方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國工業(yè)化程度不斷提升，大量感性和非線性負(fù)荷被廣泛應(yīng)用于工業(yè)現(xiàn)場， 由此造成電網(wǎng)側(cè)電流諧波含量大、功率因數(shù)較低等電能質(zhì)量問題。面對日益嚴(yán)重的諧波和 無功問題，傳統(tǒng)固定投切電容等補(bǔ)償方式因存在動態(tài)響應(yīng)慢、不靈活和無法連續(xù)補(bǔ)償?shù)热?點而逐漸被淘汰。靜止同步補(bǔ)償器作為當(dāng)今最先進(jìn)的諧波抑制與無功補(bǔ)償裝置是一個重要 的研宄課題。
[0003] 作為靜止同步補(bǔ)償器的關(guān)鍵技術(shù)，也是補(bǔ)償?shù)那疤幔绣骋环N高精度、快響應(yīng)的諧 波和無功電流檢測算法是必不可少的。目前用的比較多的是基于瞬時無功理論的檢測方 法，該方法需要用到鎖相環(huán)對網(wǎng)側(cè)電壓進(jìn)行鎖相。但是，當(dāng)網(wǎng)側(cè)電壓發(fā)生幅值波動或者頻率 震蕩的時候會影響鎖相環(huán)的鎖相精度，進(jìn)而影響諧波和無功電流檢測方法的精度，輕則導(dǎo) 致靜止同步補(bǔ)償器裝置補(bǔ)償效果不佳，重則導(dǎo)致靜止同步補(bǔ)償器裝置向電網(wǎng)注入有害諧波 與無功，引起電網(wǎng)崩潰。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是要提供一種適用于網(wǎng)側(cè)電壓幅值波動或者頻率震蕩的基于虛擬 磁鏈鎖相的諧波和無功電流檢測方法。
[0005] 為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案如下：諧波和無功電流檢測方法： 首先，經(jīng)過虛擬磁鏈鎖相環(huán)節(jié)對系統(tǒng)電壓進(jìn)行鎖相，得到同步旋轉(zhuǎn)變換所需的相角信號，然 后，采用abc/dq坐標(biāo)變換環(huán)節(jié)對檢測的負(fù)載電流進(jìn)行旋轉(zhuǎn)變換、由LPF低通濾波環(huán)節(jié)進(jìn)行 濾波，得到基波正序電流分量，最后，由負(fù)載電流減去基波正序電流可得到諧波和無功給定 電流信號。
[0006] 具體步驟如下：
[0007] f、基于虛擬磁鏈的鎖相步驟：
[0008] 采用虛擬磁鏈觀測器的虛擬磁鏈?zhǔn)噶吭讦?β坐標(biāo)系的估算式如下：
【主權(quán)項】
1. 一種基于虛擬磁鏈鎖相的諧波電流檢測方法，其特征是：諧波和無功電流檢測方 法：首先，經(jīng)過虛擬磁鏈鎖相環(huán)節(jié)對系統(tǒng)電壓進(jìn)行鎖相，得到同步旋轉(zhuǎn)變換所需的相角信 號，然后，采用abc/dq坐標(biāo)變換環(huán)節(jié)對檢測的負(fù)載電流進(jìn)行旋轉(zhuǎn)變換、由LPF低通濾波環(huán)節(jié) 進(jìn)行濾波，得到基波正序電流分量，最后，由負(fù)載電流減去基波正序電流可得到諧波和無功 給定電流信號。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬磁鏈鎖相的諧波和無功電流檢測方法，其特征 是：具體步驟如下： a、基于虛擬磁鏈的鎖相步驟： 采用虛擬磁鏈觀測器的虛擬磁鏈?zhǔn)噶吭赼0坐標(biāo)系的估算式如下：
esa和esP分別是網(wǎng)側(cè)電壓在a0坐標(biāo)系下的值。 得到電網(wǎng)虛擬磁鏈?zhǔn)噶坎降目臻g位置角0為：
虛擬磁鏈角0和電網(wǎng)A相電壓相位角0￥應(yīng)存在以下關(guān)系：
(3) 通過在低通濾波器的輸入端設(shè)置交叉補(bǔ)償相位和幅值的環(huán)節(jié)，改善其觀測精度；由式 (D得電網(wǎng)電壓es與磁鏈在頻域下的關(guān)系！D=es/jw，采用低通濾波器代替純積分環(huán)節(jié)： 屮 ' =es/(j? + ?f) (4) ?為電網(wǎng)電壓角頻率，濾波器的截止頻率。 低通濾波器與純積分環(huán)節(jié)的幅值與相位的關(guān)系為：
(5) 設(shè)補(bǔ)償函數(shù)為C，則有：
(6) 當(dāng)在濾波器環(huán)節(jié)用積分器進(jìn)行補(bǔ)償時，得到修正后的電網(wǎng)電壓e' s: efi= es (7 ) 由此得改進(jìn)的積分器補(bǔ)償算法如下： (8)； b、abc/dq坐標(biāo)變換步驟 將負(fù)載電流U、iu、1。經(jīng)過abc/dq坐標(biāo)變換可以得到在d軸和q軸下的負(fù)載電流分 里^Ld、kq: c、LPF低通濾波步驟
iw、k經(jīng)過截止頻率為40Hz的二階巴特沃斯低通濾波器濾除諧波后可以得到基波正 序電流在dq坐標(biāo)系下的量為、％ ; d、 諧波電流生成步驟 將dq坐標(biāo)系下的負(fù)載電流減去基波正序電流和^就能夠得到諧波和無功電流分 量：
(10)〇
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于虛擬磁鏈鎖相的諧波電流檢測方法，其特征是：還 包括步驟e，將諧波電流分量進(jìn)行反相，便能得到電流跟蹤環(huán)節(jié)的給定信號。
【專利摘要】一種基于虛擬磁鏈鎖相的諧波和無功電流檢測方法，屬于諧波和無功電流檢測方法。諧波和無功電流檢測方法：首先，經(jīng)過虛擬磁鏈鎖相環(huán)節(jié)對系統(tǒng)電壓進(jìn)行鎖相，得到同步旋轉(zhuǎn)變換所需的相角信號，然后，采用abc/dq坐標(biāo)變換環(huán)節(jié)對檢測的負(fù)載電流進(jìn)行旋轉(zhuǎn)變換、由LPF低通濾波環(huán)節(jié)進(jìn)行濾波，得到基波正序電流分量，最后，由負(fù)載電流減去基波正序電流可得到諧波和無功給定電流信號。優(yōu)點在于：本發(fā)明采用基于虛擬磁鏈的定向方法來得到與電網(wǎng)電壓同頻同相的相角信號，通過在低通濾波器的輸入端設(shè)置交叉補(bǔ)償環(huán)節(jié)，避免積分器飽和現(xiàn)象出現(xiàn)，提高磁鏈觀測的準(zhǔn)確性。該方法能夠適用于網(wǎng)側(cè)電壓幅值波動或者頻率震蕩，具有方法簡單、便于實現(xiàn)的優(yōu)點。
【IPC分類】G01R19-06, G01R19-00
【公開號】CN104808040
【申請?zhí)枴緾N201510219375
【發(fā)明人】史麗萍, 蔡儒軍, 苗長新
【申請人】徐州上若科技有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年4月30日