双电压闭环控制谐波电流检测方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电力系统谐波电流检测方法，具体是一种双电压闭环控制谐波电 流检测方法和系统。
【背景技术】
[0002] 随着电力电子装置更加广泛地投入使用，电能得到了更加充分的应用，但伴随而 来的是越来越多的非线性、冲击性负载的投入使用，电网中谐波污染日益严重，引起了人们 的关注。在针对此类谐波抑制和无功补偿装置的研究中，电力有源滤波器（APF)得到了广 泛应用。与无源滤波器比较，有源滤波器具有动态响应特性好，滤波特性不受系统阻抗影响 等优势。而APF所采用的谐波电流检测方法，直接决定了谐波的检测精度和跟踪速度，是决 定谐波补偿特性的关键。
[0003]目前，在众多有源滤波器的谐波及无功电流检测算法中，基于三相瞬时无功功率 理论的应用最为广泛，其中、-^检测法计算简单，具有实时性较好、适合电流快速检测的 优点，但同时也存在很多局限性。该方法在电压有畸变时对基波有功、无功电流的检测存在 误差；其次，负载电流有较大突变时补偿后电流波形会产生较大畸变，影响补偿效果。
【发明内容】
[0004] 本发明在分析ip-iq检测法误差和跟踪误差的基础上，针对在负载电流有较大突 变时补偿电路会产生较大畸变，以及三相电压畸变时ip-iq检测法存在的误差等问题，提出 了一种改进的ip_iq检测法，即双电压闭环控制谐波电流检测方法和系统。本发明不仅可消 除负载电流突变时电流的畸变，同时在电压有畸变的情况下仍可以正确检测到谐波分量和 无功电流。
[0005] 为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
[0006] -种双电压闭环控制谐波电流检测方法，在、-^检测法中加入了双电压闭环控 制，以消除负载电流突变时产生的畸变；并采用一种基于低通滤波的a相正序电压提取单 元代替、-、检测法的PLL锁相环，在三相电压畸变情况下仍能正确提取a相正序电压，以 精确检测出谐波和无功电流。
[0007] 作为本发明进一步的方案：所述ip_iq检测法是由PLL锁相环控制其后的正弦、余 弦信号发生电路产生与A相电压同相位的正弦信号sin?t和对应的余弦信号cos?t，以此 消除电压畸变对检测精度的影响。
[0008] 作为本发明进一步的方案：所述基于低通滤波的a相正序电压提取单元的其提取 过程如下：
[0009] 设电源电压畸变，即含有高次谐波和负序电压；经过对称分量变换单元T，提取A 相正序电压信号ean:
[0010]
【主权项】
1. 一种双电压闭环控制谐波电流检测方法，其特征在于，在ip-iq检测法中加入了双电 压闭环控制，以消除负载电流突变时产生的畸变；并采用一种基于低通滤波的a相正序电 压提取单元代替、-^检测法的PLL锁相环。
2. 根据权利要求1所述的双电压闭环控制谐波电流检测方法，其特征在于，所述ip_iq 检测法是由PLL锁相环控制其后的正弦、余弦信号发生电路产生与A相电压同相位的正弦 信号sinwt和对应的余弦信号coswt。
3. 根据权利要求2所述的双电压闭环控制谐波电流检测方法，其特征在于，所述基于 低通滤波的a相正序电压提取单元的其提取过程如下： 设电源电压畸变，即含有高次谐波和负序电压；经过对称分量变换单元T，提取A相正 序电压信号ean:
将em与任意初相角a的正弦、余弦信号矩阵相乘，即
式中es，和e。分别为：
经LPF后即得到它们的直流分量Es，E。为：
A相正序基波电压eal为：
最后，由eal控制正弦、余弦产生电路，为i^、检测系统提供与A相正序基波电压同相 位的正弦、余弦信号。
4. 根据权利要求1所述的双电压闭环控制谐波电流检测方法，其特征在于，所述双电 压闭环控制采用逆变器直流侧电压的闭环控制，为维持直流电容电压的恒定并补偿电力系 统存在的损耗，增加了直流电压的反馈控制环，并在APF的直流侧增加上下电容构成三相 四线制电容中点式并联有源电力滤波器。
5. 根据权利要求4所述的双电压闭环控制谐波电流检测方法，其特征在于，将变流器 直流侧两电容的总电压控制为一个适当的值，该值大于电网相电压峰值的2倍，为此对直 流侧电容电压施加闭环控制。
6. 根据权利要求4所述的双电压闭环控制谐波电流检测方法，其特征在于，在上下电 容的电容值相同的情况下，加均压控制，保证上下两电容的电压都大于相电压峰值。
7. 根据权利要求4所述的双电压闭环控制谐波电流检测方法，其特征在于，使有源电 力滤波器的补偿电流中包含一定的基波有功分量，使电网向有源滤波器的直流侧补充能 量，将直流侧电压V。维持在给定值。
8. -种采用如权利要求1-7之一所述的双电压闭环控制谐波电流检测方法的系统。
【专利摘要】本发明公开了一种双电压闭环控制谐波电流检测方法和系统，在ip-iq检测法中加入了双电压闭环控制，以消除负载电流突变时产生的畸变；并采用一种新颖的基于低通滤波的a相正序电压提取单元代替ip-iq检测法的PLL锁相环，在三相电压畸变情况下仍能正确提取a相正序电压，以精确检测出谐波和无功电流。经仿真与研究结果证明，该方法不仅可消除负载电流突变时电流的畸变，同时在电压有畸变的情况下仍可以正确检测到谐波分量和无功电流；而且在指令电流有很大突变的情况下，由于加入了直流侧电压闭环控制和上下电容均压闭环控制，避免了在负载电流突变时产生电网电流锯齿形畸变，跟踪补偿特性得到完善；法具有广泛的适用性。
【IPC分类】H02J3-01
【公开号】CN104578070
【申请号】CN201410775887
【发明人】刘航, 王春芹, 陈宁
【申请人】国家电网公司, 国网河北省电力公司邯郸供电分公司
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月15日