一种基于虚拟磁链锁相的谐波电流检测方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种谐波和无功电流检测方法，特别是一种基于虚拟磁链锁相的谐波 和无功电流检测方法。
【背景技术】
[0002] 随着我国工业化程度不断提升，大量感性和非线性负荷被广泛应用于工业现场， 由此造成电网侧电流谐波含量大、功率因数较低等电能质量问题。面对日益严重的谐波和 无功问题，传统固定投切电容等补偿方式因存在动态响应慢、不灵活和无法连续补偿等缺 点而逐渐被淘汰。静止同步补偿器作为当今最先进的谐波抑制与无功补偿装置是一个重要 的研宄课题。
[0003] 作为静止同步补偿器的关键技术，也是补偿的前提，研宄一种高精度、快响应的谐 波和无功电流检测算法是必不可少的。目前用的比较多的是基于瞬时无功理论的检测方 法，该方法需要用到锁相环对网侧电压进行锁相。但是，当网侧电压发生幅值波动或者频率 震荡的时候会影响锁相环的锁相精度，进而影响谐波和无功电流检测方法的精度，轻则导 致静止同步补偿器装置补偿效果不佳，重则导致静止同步补偿器装置向电网注入有害谐波 与无功，引起电网崩溃。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是要提供一种适用于网侧电压幅值波动或者频率震荡的基于虚拟 磁链锁相的谐波和无功电流检测方法。
[0005] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案如下：谐波和无功电流检测方法： 首先，经过虚拟磁链锁相环节对系统电压进行锁相，得到同步旋转变换所需的相角信号，然 后，采用abc/dq坐标变换环节对检测的负载电流进行旋转变换、由LPF低通滤波环节进行 滤波，得到基波正序电流分量，最后，由负载电流减去基波正序电流可得到谐波和无功给定 电流信号。
[0006] 具体步骤如下：
[0007] f、基于虚拟磁链的锁相步骤：
[0008] 采用虚拟磁链观测器的虚拟磁链矢量在α β坐标系的估算式如下：
【主权项】
1. 一种基于虚拟磁链锁相的谐波电流检测方法，其特征是：谐波和无功电流检测方 法：首先，经过虚拟磁链锁相环节对系统电压进行锁相，得到同步旋转变换所需的相角信 号，然后，采用abc/dq坐标变换环节对检测的负载电流进行旋转变换、由LPF低通滤波环节 进行滤波，得到基波正序电流分量，最后，由负载电流减去基波正序电流可得到谐波和无功 给定电流信号。
2. 根据权利要求1所述的一种基于虚拟磁链锁相的谐波和无功电流检测方法，其特征 是：具体步骤如下： a、基于虚拟磁链的锁相步骤： 采用虚拟磁链观测器的虚拟磁链矢量在a0坐标系的估算式如下：
esa和esP分别是网侧电压在a0坐标系下的值。 得到电网虚拟磁链矢量步的空间位置角0为：
虚拟磁链角0和电网A相电压相位角0￥应存在以下关系：
(3) 通过在低通滤波器的输入端设置交叉补偿相位和幅值的环节，改善其观测精度；由式 (D得电网电压es与磁链在频域下的关系！D=es/jw，采用低通滤波器代替纯积分环节： 屮 ' =es/(j? + ?f) (4) ?为电网电压角频率，滤波器的截止频率。 低通滤波器与纯积分环节的幅值与相位的关系为：
(5) 设补偿函数为C，则有：
(6) 当在滤波器环节用积分器进行补偿时，得到修正后的电网电压e' s: efi= es (7 ) 由此得改进的积分器补偿算法如下： (8)； b、abc/dq坐标变换步骤 将负载电流U、iu、1。经过abc/dq坐标变换可以得到在d轴和q轴下的负载电流分 里^Ld、kq: c、LPF低通滤波步骤
iw、k经过截止频率为40Hz的二阶巴特沃斯低通滤波器滤除谐波后可以得到基波正 序电流在dq坐标系下的量为、％ ; d、 谐波电流生成步骤 将dq坐标系下的负载电流减去基波正序电流和^就能够得到谐波和无功电流分 量：
(10)〇
3.根据权利要求1所述的一种基于虚拟磁链锁相的谐波电流检测方法，其特征是：还 包括步骤e，将谐波电流分量进行反相，便能得到电流跟踪环节的给定信号。
【专利摘要】一种基于虚拟磁链锁相的谐波和无功电流检测方法，属于谐波和无功电流检测方法。谐波和无功电流检测方法：首先，经过虚拟磁链锁相环节对系统电压进行锁相，得到同步旋转变换所需的相角信号，然后，采用abc/dq坐标变换环节对检测的负载电流进行旋转变换、由LPF低通滤波环节进行滤波，得到基波正序电流分量，最后，由负载电流减去基波正序电流可得到谐波和无功给定电流信号。优点在于：本发明采用基于虚拟磁链的定向方法来得到与电网电压同频同相的相角信号，通过在低通滤波器的输入端设置交叉补偿环节，避免积分器饱和现象出现，提高磁链观测的准确性。该方法能够适用于网侧电压幅值波动或者频率震荡，具有方法简单、便于实现的优点。
【IPC分类】G01R19-06, G01R19-00
【公开号】CN104808040
【申请号】CN201510219375
【发明人】史丽萍, 蔡儒军, 苗长新
【申请人】徐州上若科技有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2015年4月30日