雙電壓閉環(huán)控制諧波電流檢測方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)諧波電流檢測方法，具體是一種雙電壓閉環(huán)控制諧波電 流檢測方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電力電子裝置更加廣泛地投入使用，電能得到了更加充分的應(yīng)用，但伴隨而 來的是越來越多的非線性、沖擊性負載的投入使用，電網(wǎng)中諧波污染日益嚴(yán)重，引起了人們 的關(guān)注。在針對此類諧波抑制和無功補償裝置的研究中，電力有源濾波器（APF)得到了廣 泛應(yīng)用。與無源濾波器比較，有源濾波器具有動態(tài)響應(yīng)特性好，濾波特性不受系統(tǒng)阻抗影響 等優(yōu)勢。而APF所采用的諧波電流檢測方法，直接決定了諧波的檢測精度和跟蹤速度，是決 定諧波補償特性的關(guān)鍵。
[0003]目前，在眾多有源濾波器的諧波及無功電流檢測算法中，基于三相瞬時無功功率 理論的應(yīng)用最為廣泛，其中、-^檢測法計算簡單，具有實時性較好、適合電流快速檢測的 優(yōu)點，但同時也存在很多局限性。該方法在電壓有畸變時對基波有功、無功電流的檢測存在 誤差；其次，負載電流有較大突變時補償后電流波形會產(chǎn)生較大畸變，影響補償效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明在分析ip-iq檢測法誤差和跟蹤誤差的基礎(chǔ)上，針對在負載電流有較大突 變時補償電路會產(chǎn)生較大畸變，以及三相電壓畸變時ip-iq檢測法存在的誤差等問題，提出 了一種改進的ip_iq檢測法，即雙電壓閉環(huán)控制諧波電流檢測方法和系統(tǒng)。本發(fā)明不僅可消 除負載電流突變時電流的畸變，同時在電壓有畸變的情況下仍可以正確檢測到諧波分量和 無功電流。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0006] -種雙電壓閉環(huán)控制諧波電流檢測方法，在、-^檢測法中加入了雙電壓閉環(huán)控 制，以消除負載電流突變時產(chǎn)生的畸變；并采用一種基于低通濾波的a相正序電壓提取單 元代替、-、檢測法的PLL鎖相環(huán)，在三相電壓畸變情況下仍能正確提取a相正序電壓，以 精確檢測出諧波和無功電流。
[0007] 作為本發(fā)明進一步的方案：所述ip_iq檢測法是由PLL鎖相環(huán)控制其后的正弦、余 弦信號發(fā)生電路產(chǎn)生與A相電壓同相位的正弦信號sin?t和對應(yīng)的余弦信號cos?t，以此 消除電壓畸變對檢測精度的影響。
[0008] 作為本發(fā)明進一步的方案：所述基于低通濾波的a相正序電壓提取單元的其提取 過程如下：
[0009] 設(shè)電源電壓畸變，即含有高次諧波和負序電壓；經(jīng)過對稱分量變換單元T，提取A 相正序電壓信號ean:
[0010]
【主權(quán)項】
1. 一種雙電壓閉環(huán)控制諧波電流檢測方法，其特征在于，在ip-iq檢測法中加入了雙電 壓閉環(huán)控制，以消除負載電流突變時產(chǎn)生的畸變；并采用一種基于低通濾波的a相正序電 壓提取單元代替、-^檢測法的PLL鎖相環(huán)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙電壓閉環(huán)控制諧波電流檢測方法，其特征在于，所述ip_iq 檢測法是由PLL鎖相環(huán)控制其后的正弦、余弦信號發(fā)生電路產(chǎn)生與A相電壓同相位的正弦 信號sinwt和對應(yīng)的余弦信號coswt。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙電壓閉環(huán)控制諧波電流檢測方法，其特征在于，所述基于 低通濾波的a相正序電壓提取單元的其提取過程如下： 設(shè)電源電壓畸變，即含有高次諧波和負序電壓；經(jīng)過對稱分量變換單元T，提取A相正 序電壓信號ean:
將em與任意初相角a的正弦、余弦信號矩陣相乘，即
式中es，和e。分別為：
經(jīng)LPF后即得到它們的直流分量Es，E。為：
A相正序基波電壓eal為：
最后，由eal控制正弦、余弦產(chǎn)生電路，為i^、檢測系統(tǒng)提供與A相正序基波電壓同相 位的正弦、余弦信號。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙電壓閉環(huán)控制諧波電流檢測方法，其特征在于，所述雙電 壓閉環(huán)控制采用逆變器直流側(cè)電壓的閉環(huán)控制，為維持直流電容電壓的恒定并補償電力系 統(tǒng)存在的損耗，增加了直流電壓的反饋控制環(huán)，并在APF的直流側(cè)增加上下電容構(gòu)成三相 四線制電容中點式并聯(lián)有源電力濾波器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙電壓閉環(huán)控制諧波電流檢測方法，其特征在于，將變流器 直流側(cè)兩電容的總電壓控制為一個適當(dāng)?shù)闹?，該值大于電網(wǎng)相電壓峰值的2倍，為此對直 流側(cè)電容電壓施加閉環(huán)控制。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙電壓閉環(huán)控制諧波電流檢測方法，其特征在于，在上下電 容的電容值相同的情況下，加均壓控制，保證上下兩電容的電壓都大于相電壓峰值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙電壓閉環(huán)控制諧波電流檢測方法，其特征在于，使有源電 力濾波器的補償電流中包含一定的基波有功分量，使電網(wǎng)向有源濾波器的直流側(cè)補充能 量，將直流側(cè)電壓V。維持在給定值。
8. -種采用如權(quán)利要求1-7之一所述的雙電壓閉環(huán)控制諧波電流檢測方法的系統(tǒng)。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種雙電壓閉環(huán)控制諧波電流檢測方法和系統(tǒng)，在ip-iq檢測法中加入了雙電壓閉環(huán)控制，以消除負載電流突變時產(chǎn)生的畸變；并采用一種新穎的基于低通濾波的a相正序電壓提取單元代替ip-iq檢測法的PLL鎖相環(huán)，在三相電壓畸變情況下仍能正確提取a相正序電壓，以精確檢測出諧波和無功電流。經(jīng)仿真與研究結(jié)果證明，該方法不僅可消除負載電流突變時電流的畸變，同時在電壓有畸變的情況下仍可以正確檢測到諧波分量和無功電流；而且在指令電流有很大突變的情況下，由于加入了直流側(cè)電壓閉環(huán)控制和上下電容均壓閉環(huán)控制，避免了在負載電流突變時產(chǎn)生電網(wǎng)電流鋸齒形畸變，跟蹤補償特性得到完善；法具有廣泛的適用性。
【IPC分類】H02J3-01
【公開號】CN104578070
【申請?zhí)枴緾N201410775887
【發(fā)明人】劉航, 王春芹, 陳寧
【申請人】國家電網(wǎng)公司, 國網(wǎng)河北省電力公司邯鄲供電分公司
【公開日】2015年4月29日
【申請日】2014年12月15日