一种基于瞬时空间电压矢量定向的补偿电流检测方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于瞬时空间电压矢量定向的补偿电流检测方法，采集对电压、电流瞬时值，分别进行三相至两相的坐标变换，得到两相瞬时电压和两相瞬时电流；通过两相瞬时电压计算三相合成旋转电压矢量的相位角所对应的正弦信号与余弦信号，求取两相瞬时电流值在电压矢量上的投影，得到瞬时有功电流和瞬时无功电流；分离瞬时有功电流和瞬时无功电流的直流分量，求取基波正序电流分量，对基波正序电流分量进行两相至三相的坐标转换，得到三相电流中的基波电流分量；利用三相电流瞬时值分别减去基波电流分量得到三相补偿电流。采用该方法获得的补偿电流指令中包含着基波负序电流及谐波电流成分，可以同时达到治理谐波及平衡三相负荷的理想效果。
【专利说明】
-种基于瞬时空间电压矢量定向的补偿电流检测方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种基于瞬时空间电压矢量定向的补偿电流检测方法。
【背景技术】
[0002] 有源电力滤波技术与装备(APF)为实现电网的谐波治理及无功补偿提供了一种有 效的途径，其中补偿指令电流检测的精度和实时性对最终的补偿与滤波性能起着决定性的 影响。为实现快速、准确的谐波电流检测，国内外学者已提出多种基于不同理论的谐波检测 方法，其中，基于瞬时无功功率理论的p-q法、ip-iq法及dqO法最有代表性。
[0003] 图1中给出了传统p-q法的运算流程，传统p-q法由于运算量大，同时检测结果易受 电压波形崎变率影响，从实现精确检测Ξ相电流的绝对崎变量出发，出现了采用锁相环 (化L)定向的传统ip-iq谐波检测法。
[0004] 图2给出ip-iq法的运算流程，基于瞬时无功功率理论的ip-iq谐波电流检测方法 具有运算过程简单、检测结果不受电压崎变影响等优点，因而在有源电力滤波器中得到了 广泛的应用。据电力系统相关规定，无功补偿必须遵循"分级平衡、分区平衡"的原则，谐波 治理应遵循"谁污染、谁治理"的原则。
[0005] αβ坐标下的电压、电流矢量如图3所示，在Ξ相Ξ线制系统中，设各相电压和电流 的瞬时值分别为ea、eb、ec和13、^山。通过；相至两相的坐标变换，把它们变换到两相正交 的αβ坐标系中，可W得到α、β两相瞬时电压ea、ee和瞬时电流ia、ie。矢量ea、ee和ia、ie分别可 W合成为旋转的电压矢量e和电流矢量i。^相电路瞬时有功电流ip和瞬时无功电流iq，分别 为矢量i在矢量e及其法线上的投影。根据瞬时无功功率理论推导出传统ip-iq谐波检测法原 理如图2所示。
[0006] 在该检测方法中，通过引入锁相环(P化），只使用了A相电网电压ea生成与其同相 位的正弦信号sin ω t和余弦信号cos ω t，实际的Ξ相电压并未参与整个运算过程，因此传 统ip-iq法从理论上消除了 Ξ相电压波动、崎变等因素对检测结果的影响。但该算法存在两 方面的问题。一方面是在高电压崎变率下P1X难W精确锁相的问题;另一方面由此获得的定 位信息包含了电压崎变信息，势必导致有源电力滤波器的输出电流增大，对电源电压崎变 导致的谐波电流做出补偿，而运对并联型滤波器来讲是没有实际意义的，而且与谁污染、谁 治理的基本原则也不相符。
【发明内容】
[0007] 本发明为了解决上述问题，提出了一种基于瞬时空间电压矢量定向的补偿电流检 测方法，本发明克服了高电压崎变率下化L难W精确锁相的问题，且能够获得的定位信息包 含了电压崎变信息，可达到分离崎变电压导致的谐波电流的作用，解决了传统方法应用于 并联型有源电力滤波器的不足。
[000引为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0009] -种基于瞬时空间电压矢量定向的补偿电流检测方法，包括W下步骤：
[0010] (1)采集Ξ相电压和Ξ相电流的瞬时值，分别进行Ξ相至两相的坐标变换，得到两 相瞬时电压和两相瞬时电流；
[0011] (2)通过两相瞬时电压计算Ξ相合成旋转电压矢量的相位角所对应的正弦信号与 余弦信号；
[0012] (3)根据两相瞬时电流值和电压矢量，求取两相瞬时电流值在电压矢量上的投影， 得到瞬时有功电流和瞬时无功电流；
[0013] (4)分离瞬时有功电流和瞬时无功电流的直流分量，求取基波正序电流分量，对基 波正序电流分量进行两相至Ξ相的坐标转换，得到Ξ相电流中的基波电流分量；
[0014] (5)利用Ξ相电流瞬时值分别减去基波电流分量得到Ξ相补偿电流。
[0015] 所述步骤(1)中，Ξ相至两相坐标变换的步骤如下：
[0019] 进一步的，所述步骤(3)中，具体步骤为：
[0020] 根据瞬时无功功率理论的基本定义，Ξ相电路瞬时有功电流ip和瞬时无功电流iq 分别为两相瞬时电流ia、ie在电压矢量e及其法线上的投影，即为：
[0023] 所述步骤(4)中，利用低通滤波器从瞬时有功电流和瞬时无功电流中分裂出直流 分量。
[0024] 所述步骤(4)中，两相变Ξ相坐标变换的步骤如下：
[0025]
[0026] 其中
[0027] -种应用于单相系统中的基于瞬时空间电压矢量定向的补偿电流检测方法，包括 W下步骤：
[0028] (1)将单相电压和单相电流视作Ξ相电路中的A相电压和A相电流，按照Ξ相对称 的原则构造出B、C相电压及电流；
[0029] (2)对Ξ相电压和Ξ相电流的瞬时值，分别进行Ξ相至两相的坐标变换，得到两相 瞬时电压和两相瞬时电流；
[0030] (3)通过两相瞬时电压计算Ξ相合成旋转电压矢量的相位角所对应的正弦信号与 余弦信号；
[0031] (4)根据两相瞬时电流值和电压矢量，求取两相瞬时电流值在电压矢量上的投影， 得到瞬时有功电流和瞬时无功电流；
[0032] (5)分离瞬时有功电流和瞬时无功电流的直流分量，求取基波正序电流分量，对基 波正序电流分量进行两相至Ξ相的坐标转换，得到Ξ相电流中的基波电流分量；
[0033] (6)利用Ξ相电流瞬时值分别减去基波电流分量得到Ξ相补偿电流。
[0034] 进一步的，所述步骤(1)的具体方法为：
[0035] 定义所述单相系统中的单相电压为es，单相电流为is,则：
[0036] ea = es，将 ea 延时 120。得 eb，将 ea 延时 240。得 ec;
[0037] ia=is，将 ia 延时 120。得 ib，将 ia 延时 240。得 ic。
[0038] -种应用于Ξ相四线制系统中的基于瞬时空间电压矢量定向的补偿电流检测方 法，包括W下步骤：
[0039] (1)采集Ξ相电压和Ξ相电流的瞬时值，分别进行Ξ相至两相与零轴的坐标变换， 得到两相瞬时电压和两相瞬时电流；
[0040] (2)通过两相瞬时电压计算Ξ相合成旋转电压矢量的相位角所对应的正弦信号与 余弦信号；
[0041] (3)根据两相瞬时电流值和电压矢量，求取两相与零轴瞬时电流值在电压矢量上 的投影，得到瞬时有功电流和瞬时无功电流；
[0042] (4)分离瞬时有功电流和瞬时无功电流的直流分量，求取基波正序电流分量，对基 波正序电流分量进行两相至Ξ相的坐标转换，得到Ξ相电流中的基波电流分量；
[0043] (5)利用Ξ相电流瞬时值分别减去基波电流分量得到Ξ相补偿电流。
[0044] 优选的，所述步骤(1)中，坐标变换的方法为：
[0045]
[0049] -种应用于任意次谐波检测系统中的基于瞬时空间电压矢量定向的补偿电流检 测方法，包括W下步骤：
[0050] (1)采集Ξ相电压和Ξ相电流的瞬时值，分别进行Ξ相至两相与零轴的坐标变换， 得到两相瞬时电压和两相瞬时电流；
[0051] (2)通过两相瞬时电压计算Ξ相合成旋转电压矢量的相位角所对应的正弦信号与 余弦信号；
[0052] (3)根据两相瞬时电流值和电压矢量，求取两相与零轴瞬时电流值在电压矢量上 的投影，得到瞬时有功电流和瞬时无功电流；
[0053] (4)分离瞬时有功电流和瞬时无功电流的直流分量，求取基波正序电流分量，对基 波正序电流分量进行两相至Ξ相的坐标转换，得到Ξ相电流中的基波电流分量；
[0054] (5)令欲检测的谐波电流为第k次谐波电流，根据第k次谐波电流对应交变频率为 k-1倍的基波频率，构建k倍于基波频率的旋转坐标系，即可求得k次谐波电流分量；
[0055] (6)利用Ξ相电流瞬时值分别减去基波电流分量得到Ξ相补偿电流。
[0056] 本发明的有益效果为：
[0057] (1)由于本发明基于瞬时空间电压矢量定向的补偿电流检测方法通过Ξ相电压瞬 时值ea、eb、ec计算相位数据sin0e、cos0e，代替传统ip-iq谐波检测法所使用的P化锁相方式， 克服了高电压崎变率下化L难W精确锁相的问题；
[005引（2)获得的定向信息包含了电压崎变信息，可达到分离崎变电压导致的谐波电流 的作用。另外，由于采用该方法获得的补偿电流指令中包含着基波负序电流及谐波电流成 分，按此结果进行补偿控制，可W同时达到治理谐波及平衡Ξ相负荷的理想效果，解决了传 统方法应用于并联型有源电力滤波器的不足。
【附图说明】
[0059] 图1是【背景技术】中传统P-巧l·偿电流检测法的原理图；
[0060] 图2是【背景技术】中传统补偿电流检测法的原理图；
[0061 ]图3是αβ坐标下的电压、电流矢量图；
[0062] 图4是本发明ip-iq补偿电流检测法应用于Ξ相Ξ线系统中的流程图；
[0063] 图5是本发明ip-iq补偿电流检测法应用于单相系统中的流程图；
[0064] 图6是本发明ip-iq补偿电流检测法应用于Ξ相四线系统中的流程图；
[0065] 图7是本发明ip-iq补偿电流检测法应用于任意次谐波检测中的流程图；
[0066] 图8是电源电压无崎变、Ξ相负载平衡时本发明ip-iq补偿电流检测法的仿真主电 路原理图；
[0067] 图9是电源电压无崎变、Ξ相负载平衡时本发明ip-iq补偿电流检测法的仿真结果 图，其中：（a)、a相电网电压，（b)、a相负载电流，（c)、a相负载基波电流，（d)、a相负载谐波电 流；
[0068] 图10是电源电压有崎变、Ξ相负载平衡时本发明ip-iq补偿电流检测法的仿真主电 路原理图；
[0069] 图11是电源电压有崎变、Ξ相负载平衡时本发明ip-iq补偿电流检测法的仿真结果 图，其中：（a)、a相电网电压，（b)、a相负载电流，（c)、a相负载基波电流，（d)、a相负载谐波电 流；
[0070] 图12是电网电压有崎变、Ξ相负载平衡时【背景技术】中传统ip-iq补偿电流检测法的 仿真结果图，其中：（a)、a相电网电压，（b)、a相负载电流，（c)、a相负载基波电流，（d)、a相负 载谐波电流；
[0071] 图13是电网电压有崎变时谐波电流有效值检测结果图，其中：（a)、本发明ip-iq补 偿电流检测法a相负载谐波电流的有效值，（b)【背景技术】中传统ip-iq补偿电流检测法a相负 载谐波电流的有效值；
[0072] 图14是电压逆相序、Ξ相负载平衡时本发明ip-iq补偿电流检测法的仿真结果图， 其中：（a)、a相电网电压，（b)、a相负载电流，（c)、a相负载基波电流，（d)、a相负载谐波电流；
[0073] 图15是电压逆相序、Ξ相负载平衡时【背景技术】中传统ip-iq补偿电流检测法的仿真 结果图，其中：（a)、a相电网电压，（b)、a相负载电流，（c)、a相负载基波电流，（d)、a相负载谐 波电流。
【具体实施方式】：
[0074] 下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
[007引实施例一：
[0076] 如图4所示，一种基于瞬时空间电压矢量定向的补偿电流检测方法在Ξ相Ξ线制 系统中的应用。
[0077] 设；相电路中；相电压和电流的瞬时值分别为ea、eb、ec和13、^、1。。首先对；相瞬 时电压ea、eb、ec进行；相至二相坐标变换得到ea、ee，在αβ坐标系内通过ea、ee计算出S相合 成旋转电压矢量e的相位角0e对应的正弦信号Sin0e和余弦信号COS0e，并W此作为同步旋转 坐标系定向依据进行Ξ相电流坐标变换得到ia、ie。
[0080]式中，
[0081]在αβ平面上，矢量ea、ee和ia、ie分别可W合成为旋转的电压矢量e和电流矢量i。
[0082] e = ea+ee = EmZ 白 e
[0083] i = ia+ip= ImZ 白 i
[0084]式中Em、Im分别为矢量e、i的模，0e、0i分别为矢量e、i的相角，ia、ie分别为矢量，ia、 ie的模，ea、ee分别为矢量ea、ee的模。
[0085] 采用ea、ee瞬时电压矢量可W确定正弦信号sin9e和余弦信号cos9e，计算公式为：
[0086]
[0087]根据瞬时无功功率理论的基本定义，Ξ相电路瞬时有功电流ip和瞬时无功电流iq， 分别为矢量i在矢量e及其法线上的投影。即为：
[0090]运时，Ξ相电流中基波分量所对应的瞬时有功电流和瞬时无功电流为常数，而高 次谐波所对应的瞬时有功电流和瞬时无功电流则为交变量，可W通过一个低通滤波器从 ip、iq中分离出直流分量霉、与,。
[0091 ]根据上式的逆变换求得基波正序电流分量为：
[0092]
[0093] 然后再通过二相至Ξ相变换得出Ξ相电流的基波电流分量为：
[0096]将；相电流瞬时值ia、ib、ic分别减去基波电流分量iaf、ibf、icf即得出立相补偿电 流iah、ibh、ich ,公式为
[0097]
[0098] 与传统ip-iq补偿指令电流检测法相比，本实施例基于瞬时电压矢量定向的ip-iq 补偿电流检测法采用Ξ相电压瞬时值ea、eb、ec计算相位数据正弦信号sin9e和余弦信号COS 白6,代替传统ip-iq检测法使用化L锁相方式，一方面克服了高电压崎变率下化L难W精确锁 相的问题；另一方面由此获得的定向信息包含了电压崎变信息，可达到分离崎变电压导致 的谐波电流的作用。另外，由于采用该方法获得的补偿电流指令中包含着基波负序电流及 谐波电流成分，按此结果进行补偿控制，可W同时达到治理谐波及平衡Ξ相负荷的理想效 果。如果将图4中计算iq的通道断开，那么检测结果中将包含基波无功电流分量，按此进行 补偿控制，将可W同时达到治理谐波、平衡Ξ相负荷及补偿基波相移无功的理想效果。
[0099] 实施例二：
[0100] 如图5所示，实施例一所述的方法在单相系统中的应用：
[0101] 对于单相系统，可W将单相电压和单相电流看作Ξ相电路中的A相电压和A相电 流，为满足本发明ip-iq补偿电流检测法的使用条件，按照Ξ相对称的原则构造 B、C相电压及 电流，然后按常规算法对Α、ΒΧΞ相电压和Ξ相电流进行处理，计算得到的A相电流检测结 果即为单相电路对应的检测结果。
[0102] 记es和is分别为单相电路的电压和电流瞬时值，由es和is构造 Ξ相系统，并设ea、 eb、ec和ia、ib、ic分别为所构造的立相电压、电流的瞬时值。令ea = es，将ea延时120°得eb，延 时240°得ec，即为：
[0103] ea = es
[0104] eb = ea 化-N)
[0105] ec = ea 化-2N)
[0106] 其中N为延时120°时对应的采样点数，2N为延时240°时对应的采样点数。同理，令 ia=is，将ia延时120°得ib，延时240°得ic，即为：
[0107] ia=is
[010 引 ib = ia 化-N)
[0109] ic=ia 化-2N)
[0110] 基于W上方法取得的ea、eb、ec和ia、ib、ic为严格对称的Ξ相系统瞬时电压、电流， 此后套用实施例一所述的基于瞬时电压矢量定向的ip-iq补偿电流检测方法，可W求取单相 电路的基波电流分量iaf和谐波电流分量iah。
[0111] 从前面的推导过程可W看出，由于在根据单相电流、电压构造虚拟Ξ相系统的过 程中虚构的B、C两相电压、电流严格与A相电流、电压对称，因此在此系统中没有零序和负序 的成分，检出的电流中全部成分都为谐波电流信息，按此信号进行补偿控制可W达到谐波 治理的效果。如果将图中计算iq的通道断开，检测结果中将同时包含谐波电流及基波无功 电流成分，按此信号进行补偿控制将可W同时起到谐波治理、补偿无功的理想效果。
[0112] 实施例
[0113] 如图6所示，实施例一所述的方法在Ξ相四线制系统中的应用：
[0114] 与Ξ相Ξ线制相比，Ξ相四线制系统的指令电流检测中要对零序电流分量做出相 应处理。参照传统dqO法的处理思路，分别在αβ坐标系及dq坐标系中增加垂直于坐标平面的 零轴，坐标变换运算过程做出相应调整。
[0115] abc坐标系向αβΟ坐标系变换的运算方法如下：
〇
[0118]同样，在二相同步旋转dq坐标系中也增加一个对应于零序的坐标轴，该轴垂直于 dq平面。具体的运算过程相应调整如下：
[0124] 经低通滤波后可得到基波正序有功分量ξ和基波正序无功分量?，通过反变换可 得到Ξ相电流基波正序电流分量：
[0125]
[0126] 式中
[0127] 从W上推导过程可W看出，按图6计算得出的结果中包含有各次谐波及基波负序 电流成分，按此进行补偿控制时，可W达到谐波治理、平衡负载的作用，但并不能起到补偿 基波相移无功及零序电流的作用。如果将图6中计算iq和io的通道断开，在检测结果中将包 含进基波无功电流分量及零序电流信息，W此为指令进行补偿控制时，将同时起到治理谐 波、平衡Ξ相负载、补偿相移无功、消除零序电流的理想效果。
[012引实施例四：
[0129] 如图7所示，实施例一所述的方法在任意次谐波检测系统中的应用：
[0130] 在地坐标系中，合成矢量i中与基波正序电流对应的分量及合成矢量e中与基波正 序电压对应的分量是同步旋转的，两者处于相对静止的状态。而其它的电流分量相对于e均 是交变的，如基波负序电流对应交变频率为2倍的基波频率，第k次谐波电流对应交变频率 为k-1倍的基波频率。按照运种思路，若欲检测第k次谐波电流，只需构建k倍于基波频率的 旋转坐标系，在此坐标系内k次谐波电流正序分量将变为直流量，通过低通滤波器很容易将 其分离。
[0131] 记立相；线制系统的瞬时电压和瞬时电流分别为ea、eb、ec和13、16、1。，经；相至二 相变换可W得到：
[0134] 采用ea、ee瞬时电压矢量确定的旋转坐标系定向信息为：
[0135]
[0136] 对于基波电流分量检测，采用基波频率的旋转坐标系变换：
[0139]对于k次谐波电流分量检测，采用k倍于基波频率的旋转坐标系变换：
[0142] ipk和iqk经过低通滤波器LPF滤波可得相应直流分量長和奋，经过逆变换可得到相 应次谐波分量为：
[0145] 由于本发明基于瞬时空间电压矢量定向的补偿电流检测方法通过Ξ相电压瞬时 值ea、eb、ec计算相位数据sin9e、cos9e，代替传统ip-iq谐波检测法所使用的P化锁相方式，一 方面克服了高电压崎变率下化L难W精确锁相的问题；另一方面由此获得的定向信息包含 了电压崎变信息，可达到分离崎变电压导致的谐波电流的作用。另外，由于采用该方法获得 的补偿电流指令中包含着基波负序电流及谐波电流成分，按此结果进行补偿控制，可W同 时达到治理谐波及平衡Ξ相负荷的理想效果。
[0146] 其所取得的理想效果可W通下述仿真实验得到充分的验证：
[0147] 实验一：
[0148] 主电路图如图8所示，对电网电压对称无崎变且Ξ相负载平衡的稳态情况下的检 测效果进行了仿真，仿真结果如图9所示，由图9可知本发明基于瞬时电压矢量定向的ip-iq 补偿电流检测方法能够快速、准确地检测出负载基波电流和谐波电流分量。
[0149] 实验二：
[0150] 主电路图如图10所示，实验时在电源侧增加 Ξ相可控整流桥带阻容性负载，其中 Rx=0.1Q，Cx = 0.1F，模拟因外部大型谐波源导致电网电压发生崎变的情况。分别对本发明 基于瞬时电压矢量定向的ip-iq补偿电流检测法与传统ip-iq法进行了仿真，仿真结果如图 11、图12和图13共同所示。
[0151] 通过两者的对比可W看出，在电网电压发生崎变的情况下，采用传统的ip-iq法得 出的基波电流为纯正弦波波形，而采用本发明ip-iq补偿电流检测法得出的基波电流为具有 一定崎变率的且波形变化与崎变电压相似度较高的非纯正弦波波形;从检测的谐波电流的 有效值来看，采用传统ip-iq法得出的结果远大于采用本发明ip-iq补偿电流检测法得出的 结果(大于20%)，运一点正体现了本发明ip-iq补偿电流检测法的优势。在电网并联补偿与 滤波应用中，理想的效果应该是W电网电压波形和相位为依据，使实际的电流波形向电压 波形逼近，使实际的电流相位向电压相位靠近，而不应该把补偿与滤波的目标定为纯正正 弦波。
[0152] 实验三;
[0153] 试验条件为Ξ相电源电压改为逆相序。分别对本发明ip-iq补偿电流检测法与传统 ip-iq法进行了仿真，仿真结果如图14和图15共同所示。由图14可知本发明ip-iq补偿电流检 测法在电网电压相序错位时仍能够准确地检测出负载基波电流和谐波电流分量，即本发明 ip-iq补偿电流检测法具有电压相序自动识别与适应能力；由图15可知传统ip-iq法在电网 电压相序错位时负载基波电流和谐波电流检测均异常，即该方法在电源电压相序错位时不 能够正常工作。
[0154] 上述虽然结合附图对本发明的【具体实施方式】进行了描述，但并非对本发明保护范 围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不 需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围W内。
【主权项】
1. 一种基于瞬时空间电压矢量定向的补偿电流检测方法，其特征是:包括以下步骤： (1) 采集三相电压和三相电流的瞬时值，分别进行三相至两相的坐标变换，得到两相瞬 时电压和两相瞬时电流； (2) 通过两相瞬时电压计算三相合成旋转电压矢量的相位角所对应的正弦信号与余弦 信号； (3) 根据两相瞬时电流值和电压矢量，求取两相瞬时电流值在电压矢量上的投影，得到 瞬时有功电流和瞬时无功电流； (4) 分离瞬时有功电流和瞬时无功电流的直流分量，求取基波正序电流分量，对基波正 序电流分量进行两相至三相的坐标转换，得到三相电流中的基波电流分量； (5) 利用三相电流瞬时值分别减去基波电流分量得到三相补偿电流。2. 如权利要求1所述的一种基于瞬时空间电压矢量定向的补偿电流检测方法，其特征 是:所述步骤(1)中，三相至两相坐标变换的步骤如下：3. 如权利要求1所述的一种基于瞬时空间电压矢量定向的补偿电流检测方法，其特征 是:所述步骤(3)中，具体步骤为： 根据瞬时无功功率理论的基本定义，三相电路瞬时有功电流％和瞬时无功电流iq分别 为两相瞬时电流ia、ie在电压矢量e及其法线上的投影，即为：4. 所述步骤(4)中，利用低通滤波器从瞬时有功电流和瞬时无功电流中分裂出直流分 量;两相变三相坐标变换的步骤如下：5. -种应用于单相系统中的基于瞬时空间电压矢量定向的补偿电流检测方法，其特征 是:包括以下步骤： (1) 将单相电压和单相电流视作三相电路中的A相电压和A相电流，按照三相对称的原 则构造出B、C相电压及电流； (2) 对三相电压和三相电流的瞬时值，分别进行三相至两相的坐标变换，得到两相瞬时 电压和两相瞬时电流； (3) 通过两相瞬时电压计算三相合成旋转电压矢量的相位角所对应的正弦信号与余弦 信号； (4) 根据两相瞬时电流值和电压矢量，求取两相瞬时电流值在电压矢量上的投影，得到 瞬时有功电流和瞬时无功电流； (5) 分离瞬时有功电流和瞬时无功电流的直流分量，求取基波正序电流分量，对基波正 序电流分量进行两相至三相的坐标转换，得到三相电流中的基波电流分量； (6) 利用三相电流瞬时值分别减去基波电流分量得到三相补偿电流。6. 如权利要求5所述的一种应用于单相系统中的基于瞬时空间电压矢量定向的补偿电 流检测方法，其特征是:所述步骤(1)的具体方法为： 定义所述单相系统中的单相电压为es，单相电流为is，则： ea = es，))#ea 延时 120° 得 eb，))#ea 延时 240° 得 ec; ia=isJ_ia 延时 120° 得 iU_ia 延时 240° 得 ic。7. -种应用于三相四线制系统中的基于瞬时空间电压矢量定向的补偿电流检测方法， 其特征是:包括以下步骤： (1) 采集三相电压和三相电流的瞬时值，分别进行三相至两相与零轴的坐标变换，得到 两相瞬时电压和两相瞬时电流； (2) 通过两相瞬时电压计算三相合成旋转电压矢量的相位角所对应的正弦信号与余弦 信号； (3) 根据两相瞬时电流值和电压矢量，求取两相与零轴瞬时电流值在电压矢量上的投 影，得到瞬时有功电流和瞬时无功电流； (4) 分离瞬时有功电流和瞬时无功电流的直流分量，求取基波正序电流分量，对基波正 序电流分量进行两相至三相的坐标转换，得到三相电流中的基波电流分量； (5) 利用三相电流瞬时值分别减去基波电流分量得到三相补偿电流。8. 如权利要求7中所述的一种应用于三相四线制系统中的基于瞬时空间电压矢量定向 的补偿电流检测方法，其特征是:所述步骤(1)中，坐标变换的方法为：9. 如权利要求7中所述的一种应用于三相四线制系统中的基于瞬时空间电压矢量定向 的补偿电流检测方法，其特征是:所述步骤(3)中，具体方法为：10. -种应用于任意次谐波检测系统中的基于瞬时空间电压矢量定向的补偿电流检测 方法，包括以下步骤： (1) 采集三相电压和三相电流的瞬时值，分别进行三相至两相与零轴的坐标变换，得到 两相瞬时电压和两相瞬时电流； (2) 通过两相瞬时电压计算三相合成旋转电压矢量的相位角所对应的正弦信号与余弦 信号； (3) 根据两相瞬时电流值和电压矢量，求取两相与零轴瞬时电流值在电压矢量上的投 影，得到瞬时有功电流和瞬时无功电流； (4) 分离瞬时有功电流和瞬时无功电流的直流分量，求取基波正序电流分量，对基波正 序电流分量进行两相至三相的坐标转换，得到三相电流中的基波电流分量； (5) 令欲检测的谐波电流为第k次谐波电流，根据第k次谐波电流对应交变频率为k-Ι倍 的基波频率，构建k倍于基波频率的旋转坐标系，即可求得k次谐波电流分量； (6) 利用三相电流瞬时值分别减去基波电流分量得到三相补偿电流。
【文档编号】G01R19/06GK105823921SQ201610382522
【公开日】2016年8月3日
【申请日】2016年6月1日
【发明人】尹春杰, 段培永, 丁绪东, 张玫, 王芳, 石磊
【申请人】山东建筑大学, 山东星锐电力科技有限公司