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用于有源电力滤波器的任意次谐波电流检测的新算法
xiao_xiao1 发表于 2009/10/26 12:33:41 695 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]
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1 引 言
随着电力电子技术的发展，电力电子装置被广泛使用，由它们引起的电网谐波污染也变得日趋严重。因此，采用APF（有源电力滤波器，Active Power Filter）对电网谐波进行有效的补偿成为一个重要研究课题。APF的基本原理是从补偿对象中检测出谐波电流，然后由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等而极性相反的补偿电流，使电网电流只含基波[1]。因此对谐波电流准确实时检测是APF的重要环节[1]。
单独使用APF存在初期投资大 、运行效率低等缺点[2,4]。而APF与PF（无源滤波器，Passive Filter）的混合系统能充分发挥 APF和PF的优势，消除各自的弊端，运用越来越广泛。对于这类APF，检测出要消除的指定次数谐波组显得十分重要[2,4]。
本文在ip－iq法[5]的基础上提出了一种对任意指定次数的谐波电流的检测算法。同时，该算法通过增加预置补偿角的方式对数字式控制器产生的时间延迟做出补偿，减少了延迟对于谐波补偿的影响。仿真实验和理论分析验证了新算法的优点。
2 基于瞬时无功理论的 
法[5]
图1 ip－iq算法原理图
ip－iq法原理如图1所示。图中ia，ib，ic为三相三线制电路的各相电流瞬时值；ea为a相的电压瞬时值；iaf，ibf，icf为基波电流；iah，ibh，ich为谐波电流；PLL为锁相环；信号发生电路为正、余弦发生电路；LPF为低通滤波器；
； 
该方法通过锁相环和正、余弦发生电路得到与电源电压ea同相位的正弦信号和对应的余弦信号。这两个信号与ia，ib，ic一起计算出基波有功电流和基波无功电流ip，iq。
⑴
然后经LPF滤波得出ip，iq的直流分量 
。
由于ip，iq是由iaf，ibf，icf所产生的，因此由 
即可计算出iaf，ibf，icf，
⑵
进而计算出iah，ibh，ich。
3 可检测任意指定次数的谐波电流的新算法
事实上，ip—iq法是基于电力系统中的基波频率基本为一恒值、并不考虑基波的动态过程而给出的。基于这一假定以及傅立叶级数，也可视各次谐波频率基本为一恒定值。由此，可用PLL获得需要检测的某次谐波的频率值。经旋转变换，可得到旋转坐标上的该次谐波的幅值。
3.1 三相系统任意指定次数的谐波电流检测
以5次谐波检测为例，下面说明对于三相三线制系统任意指定次数的谐波电流检测的新算法。
图2 新算法对5次谐波检测的原理图
算法的步骤如下：
1. 将ea五倍频后通过锁相环和正、余弦发
生电路得到与ea同相位的正弦信号 
和对应的余弦信号 
，从而得到变换阵C5
⑶
2. 将三相电流ia，ib，ic经过3S/2R变换，变换成静止α、β两相坐标系的电流 作者：曹睿 [打印] [关闭] [返回顶部]