本發(fā)明涉及功率變換器調(diào)制控制領(lǐng)域，尤其是一種省略Park變換下的無鎖相環(huán)式諧波電流檢測法。

背景技術(shù)：

電力電子裝置和非線性負(fù)載的普遍使用，使諧波電流大量注入電網(wǎng)，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全運(yùn)行，因此引入了有源電力濾波器(Active Power Filter-APF)進(jìn)行諧波抑制。其基本原理是從補(bǔ)償對象中檢測出諧波，由補(bǔ)償裝置產(chǎn)生一個(gè)與該諧波電流大小相等而極性相反的補(bǔ)償電流，從而使電網(wǎng)中的諧波電流被濾除。所以APF進(jìn)行諧波抑制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于諧波電流的檢測環(huán)節(jié)。

目前主要的諧波檢測法有：基于傅里葉變換的檢測方法，基于瞬時(shí)無功功率理論的檢測方法，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的檢測方法，基于小波分析檢測方法，基于濾波器的檢測方法等，而使用比較廣泛的諧波電流檢測方法是建立在瞬時(shí)無功功率理論基礎(chǔ)上的i_p-i_q法，該方法在應(yīng)用鎖相環(huán)的基礎(chǔ)上經(jīng)過Clark和Park變換，利用低通濾波器得到基波電流，從而提取諧波電流。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、跟蹤準(zhǔn)確、響應(yīng)速度快的省略Park變換的無鎖相環(huán)式SAI諧波電流檢測方法。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，采用了以下技術(shù)方案：本發(fā)明所述方法步驟如下：

步驟1，在簡化i_p-i_q法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的情況下，對負(fù)載側(cè)三相電流提取，經(jīng)過Clark變換運(yùn)算，得到兩相靜止坐標(biāo)系下的電流；

步驟2，對兩相靜止坐標(biāo)系下的電流進(jìn)行SAI環(huán)節(jié)基波正序的提??；

步驟3，對提取出的基波正序電流進(jìn)行Clark反變換運(yùn)算，得到三相的基波正序電流；

步驟4，在三相基波正序電流的基礎(chǔ)上提取諧波電流。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法具有如下優(yōu)點(diǎn)：

1、省去了Park變換環(huán)節(jié)，簡化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并在一定程度上增加了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。

2、本發(fā)明為無鎖相環(huán)的檢測法，精簡了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)的快速性增加。

3、采用SAI環(huán)節(jié)對基波正序電流進(jìn)行提取且得到諧波電流，使得諧波電流的提取較為準(zhǔn)確和快速。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為傳統(tǒng)的i_p-i_q法結(jié)構(gòu)框圖。

圖3為正序的SAI原理圖。

圖4為基波正序的幅頻特性圖。

圖5為負(fù)序的SAI原理圖。

圖6為基波負(fù)序的幅頻特性圖。

圖7為本發(fā)明的基波頻率的SAI濾波結(jié)構(gòu)框圖。

圖8為本發(fā)明的諧波電流的獲取圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明：

本發(fā)明所述方法步驟如下：

步驟1，在簡化i_p-i_q法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的情況下，對負(fù)載側(cè)三相電流提取，經(jīng)過Clark變換運(yùn)算，得到兩相靜止坐標(biāo)系下的電流；

步驟2，對兩相靜止坐標(biāo)系下的電流進(jìn)行SAI環(huán)節(jié)基波正序的提??；

步驟3，對提取出的基波正序電流進(jìn)行Clark反變換運(yùn)算，得到三相的基波正序電流；

步驟4，在三相基波正序電流的基礎(chǔ)上提取諧波電流。

如圖1所示，為系統(tǒng)的整體框圖，三相負(fù)載電流i_a、i_b、i_c在Clark變換下，形成兩相靜止坐標(biāo)系下的電流i_α、i_β，經(jīng)過SAI環(huán)節(jié)提取出基波正序電流i⁺_α1、i⁺_β1，然后經(jīng)過Clark反變換得到三相基波正序電流i⁺_α1、i⁺_b1、i⁺_c1，最后經(jīng)過運(yùn)算得到諧波電流i_af、i_bf、i_cf，從而實(shí)現(xiàn)全電流補(bǔ)償。

圖2為傳統(tǒng)的i_p-i_q法的結(jié)構(gòu)框圖，三相負(fù)載電流i_a、i_b、i_c在Clark變換下，形成兩相靜止坐標(biāo)系下的電流i_α、i_β，經(jīng)由鎖相環(huán)輸出電壓的相位角用于Park變換，由低通濾波器對Park變換后的電流i_p、i_q進(jìn)行濾波，得到在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下電流的直流分量然后由Park、Clark反變換，形成三相的基波電流i_af、i_bf、i_cf，最終得到諧波電流i^*_ca、i^*_cb、i^*_cc。和圖1相比，系統(tǒng)比較復(fù)雜，增加了鎖相環(huán)和Park變換環(huán)節(jié)，在一定程度上使得系統(tǒng)的準(zhǔn)確性降低，而低通濾波器的使用又對系統(tǒng)起到了延時(shí)作用。針對以上缺點(diǎn)本發(fā)明提出了一種省略Park變換的無鎖相環(huán)式SAI諧波電流檢測法，大大簡化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，增加了系統(tǒng)的快速性等。

圖3為正序的SAI原理圖。利用正序的SAI提取法，對基波正序分量進(jìn)行提取，可以得到在省略Park變換的無鎖相環(huán)式SAI諧波電流檢測法下的基波正序電流，為諧波電流提取奠定了基礎(chǔ)。

圖4為基波正序的幅頻特性圖。由基波正序的幅頻特性圖可以看出在中心角頻率處具有諧振峰值，對于其它頻率的信號(hào)都具有衰減作用，對于50Hz的正序分量具有極性選擇作用。

圖5為負(fù)序的SAI原理圖。同理，利用負(fù)序的SAI原理圖可以對基波負(fù)序分量進(jìn)行提取。

圖6為基波負(fù)序的幅頻特性圖。當(dāng)ω＝-100π時(shí)，由于SAI對于輸入信號(hào)為-50Hz的負(fù)序信號(hào)具有極性選擇的能力，對其他頻率的信號(hào)具有濾波作用。因此SAI結(jié)構(gòu)是一種具有極性選擇特性的帶通濾波器，可以應(yīng)用到有源濾波器的諧波電流檢測。

圖7為本發(fā)明的基波頻率的SAI濾波結(jié)構(gòu)框圖。用SAI提取出的基波正序電流i⁺_α1、i⁺_β1被總電流i_α、i_β做差后，再經(jīng)過SAI基波提取環(huán)節(jié)，同時(shí)把提取出的基波正序電流i⁺_α1、i⁺_β1輸出。這樣，輸出的同時(shí)再次回到被總電流i_α、i_β做差環(huán)節(jié)，如此循環(huán)，提取更為準(zhǔn)確的基波正序電流i⁺_α1、i⁺_β1。

圖8為本發(fā)明的諧波電流獲取圖。通過對基波正序電流i⁺_α1、i⁺_β1的反復(fù)提取，進(jìn)行運(yùn)算，使三相負(fù)載電流i_abc減去三相基波正序電流i⁺_abc1獲取比較準(zhǔn)確的諧波電流i^*_abc。

以上所述的實(shí)施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計(jì)精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。