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不平衡电网电流检测法研究综述
2017-11-14 14:54:46  作者:许晓彦 康炬  来源:中国设计师网  
  •   针对含频率偏差的三相电网电压发生不对称或畸变时存在的缺陷,本文提出了一种基于瞬时无功功率理论的采用改进型锁相电路的电流检测法。该方法利用对称分量法分离得到三相正序电压,用三相电压锁相电路代替常规使用的锁相环(PLL)模块,使得在三相电压不对称和频率发生偏差情况下提高基波有功电流的检测精度。

  上海海事大学 许晓彦 康炬

  1 引言

  有源电力滤波器(APF)常用的谐波电流检测方法可分为时域和频域两大类。频域检测方法主要是基于传统的Fourier和FFT算法或改进的FFT技术,但因其算法复杂、实时性较低等原因,目前应用较多的是时域检测方法,包括基于瞬时无功功率理论的p-q法和ip-iq法以及在此基础上改进的电流检测法。但这些时域检测方法大多使用了传统的锁相环(PLL),而当三相电压不平衡、频率发生偏移时,由于传统的锁相环(PLL)的存在而无法得到准确的检测结果。本文在基于瞬时无功功率理论检测法的基础上采用一种三相电压锁相电路来取代常规使用的PLL,然后得到三相电网的基波正序无功电流、负序电流以及谐波电流的和,使得在电网三相电压不平衡和频率发生较大偏差时提高谐波和无功电流的检测精度。

  2 三相电压不对称时初始相位的确定

  对于任意三相不对称相量均可用对称分量法将其分解为三组对称的相量,正、负和零序分量[1],因为每一组是对称的,故可得以下关系式:

\\\\\

 

  对比图6和图7的电流波形可知,在第0.02s时滤波后的有功电流波形的相位发生差异,而且两波形图的幅值也不相同。所以含频率偏差的三相电网不对称时造成的相位差θ而引起误差是不能忽略的。

  5 结论

  通过上述理论分析和仿真实验验证,本文所设计的方法因未采用锁相电路代替常规的锁相环(PLL),从而在电网频率波动时具有较强的抗干扰能力;在含频率偏差的三相电压不对称且带有电压畸变时,常规ip-iq法会对三相有功电流的提取产生较大误差,从而对正序无功电流、负序电流以及谐波电流的补偿产生影响,而采用电压锁相电路法可以弥补这一缺陷,提高响应速度和检测精度,改善滤波效果。

  参考文献

  [1] 赵玲,孙玉坤,郭修原.无锁相环的三相电网谐波和无功检测新方法.电测与仪表,2010,47(8):1-4.

  [2] 许胜,赵剑锋,唐国庆.一种DSTATCOMS补偿指令电流的实时检测方法.电力电子技术,2009,43(11):11-13.

  [3] 胡伟.基于瞬时无功功率的谐波检测算法改进研究.电测与仪表,2009,46(3):7-9.

  [4] 周林,张凤,栗秋华,徐明,王伟.无锁相环 检测任意次谐波电流的新方法.高电压技术,2007,33(7):129-133.

  [5] 袁川,杨洪耕.三相电压畸变且不对称时电流基波正序有功分量的改进瞬时检测方法研究.继电器,2005,33(14):57-59.

  [6] 顾启民,郑建勇,尤鋆.一种基于dqo变换改进的电流检测方法.电力系统保护与控制,2010,38(23):21-25.

  作者简介

  许晓彦(1970- ),男,浙江人,上海海事大学教授,博士生导师,研究方向为电能质量分析与控制。

  康炬(1983- ),男,湖南人,上海海事大学硕士研究生,研究方向为电能质量分析与控制。

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