雙電壓閉環(huán)控制諧波電流檢測(cè)方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種電力系統(tǒng)諧波電流檢測(cè)方法，具體是一種雙電壓閉環(huán)控制諧波電 流檢測(cè)方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著電力電子裝置更加廣泛地投入使用，電能得到了更加充分的應(yīng)用，但伴隨而 來(lái)的是越來(lái)越多的非線性、沖擊性負(fù)載的投入使用，電網(wǎng)中諧波污染日益嚴(yán)重，引起了人們 的關(guān)注。在針對(duì)此類(lèi)諧波抑制和無(wú)功補(bǔ)償裝置的研究中，電力有源濾波器（APF)得到了廣 泛應(yīng)用。與無(wú)源濾波器比較，有源濾波器具有動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性好，濾波特性不受系統(tǒng)阻抗影響 等優(yōu)勢(shì)。而APF所采用的諧波電流檢測(cè)方法，直接決定了諧波的檢測(cè)精度和跟蹤速度，是決 定諧波補(bǔ)償特性的關(guān)鍵。
[0003]目前，在眾多有源濾波器的諧波及無(wú)功電流檢測(cè)算法中，基于三相瞬時(shí)無(wú)功功率 理論的應(yīng)用最為廣泛，其中、-^檢測(cè)法計(jì)算簡(jiǎn)單，具有實(shí)時(shí)性較好、適合電流快速檢測(cè)的 優(yōu)點(diǎn)，但同時(shí)也存在很多局限性。該方法在電壓有畸變時(shí)對(duì)基波有功、無(wú)功電流的檢測(cè)存在 誤差；其次，負(fù)載電流有較大突變時(shí)補(bǔ)償后電流波形會(huì)產(chǎn)生較大畸變，影響補(bǔ)償效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明在分析ip-iq檢測(cè)法誤差和跟蹤誤差的基礎(chǔ)上，針對(duì)在負(fù)載電流有較大突 變時(shí)補(bǔ)償電路會(huì)產(chǎn)生較大畸變，以及三相電壓畸變時(shí)ip-iq檢測(cè)法存在的誤差等問(wèn)題，提出 了一種改進(jìn)的ip_iq檢測(cè)法，即雙電壓閉環(huán)控制諧波電流檢測(cè)方法和系統(tǒng)。本發(fā)明不僅可消 除負(fù)載電流突變時(shí)電流的畸變，同時(shí)在電壓有畸變的情況下仍可以正確檢測(cè)到諧波分量和 無(wú)功電流。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：
[0006] -種雙電壓閉環(huán)控制諧波電流檢測(cè)方法，在、-^檢測(cè)法中加入了雙電壓閉環(huán)控 制，以消除負(fù)載電流突變時(shí)產(chǎn)生的畸變；并采用一種基于低通濾波的a相正序電壓提取單 元代替、-、檢測(cè)法的PLL鎖相環(huán)，在三相電壓畸變情況下仍能正確提取a相正序電壓，以 精確檢測(cè)出諧波和無(wú)功電流。
[0007] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述ip_iq檢測(cè)法是由PLL鎖相環(huán)控制其后的正弦、余 弦信號(hào)發(fā)生電路產(chǎn)生與A相電壓同相位的正弦信號(hào)sin?t和對(duì)應(yīng)的余弦信號(hào)cos?t，以此 消除電壓畸變對(duì)檢測(cè)精度的影響。
[0008] 作為本發(fā)明進(jìn)一步的方案：所述基于低通濾波的a相正序電壓提取單元的其提取 過(guò)程如下：
[0009] 設(shè)電源電壓畸變，即含有高次諧波和負(fù)序電壓；經(jīng)過(guò)對(duì)稱(chēng)分量變換單元T，提取A 相正序電壓信號(hào)ean:
[0010]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種雙電壓閉環(huán)控制諧波電流檢測(cè)方法，其特征在于，在ip-iq檢測(cè)法中加入了雙電 壓閉環(huán)控制，以消除負(fù)載電流突變時(shí)產(chǎn)生的畸變；并采用一種基于低通濾波的a相正序電 壓提取單元代替、-^檢測(cè)法的PLL鎖相環(huán)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙電壓閉環(huán)控制諧波電流檢測(cè)方法，其特征在于，所述ip_iq 檢測(cè)法是由PLL鎖相環(huán)控制其后的正弦、余弦信號(hào)發(fā)生電路產(chǎn)生與A相電壓同相位的正弦 信號(hào)sinwt和對(duì)應(yīng)的余弦信號(hào)coswt。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的雙電壓閉環(huán)控制諧波電流檢測(cè)方法，其特征在于，所述基于 低通濾波的a相正序電壓提取單元的其提取過(guò)程如下： 設(shè)電源電壓畸變，即含有高次諧波和負(fù)序電壓；經(jīng)過(guò)對(duì)稱(chēng)分量變換單元T，提取A相正 序電壓信號(hào)ean:
將em與任意初相角a的正弦、余弦信號(hào)矩陣相乘，即
式中es，和e。分別為：
經(jīng)LPF后即得到它們的直流分量Es，E。為：
A相正序基波電壓eal為：
最后，由eal控制正弦、余弦產(chǎn)生電路，為i^、檢測(cè)系統(tǒng)提供與A相正序基波電壓同相 位的正弦、余弦信號(hào)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的雙電壓閉環(huán)控制諧波電流檢測(cè)方法，其特征在于，所述雙電 壓閉環(huán)控制采用逆變器直流側(cè)電壓的閉環(huán)控制，為維持直流電容電壓的恒定并補(bǔ)償電力系 統(tǒng)存在的損耗，增加了直流電壓的反饋控制環(huán)，并在APF的直流側(cè)增加上下電容構(gòu)成三相 四線制電容中點(diǎn)式并聯(lián)有源電力濾波器。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙電壓閉環(huán)控制諧波電流檢測(cè)方法，其特征在于，將變流器 直流側(cè)兩電容的總電壓控制為一個(gè)適當(dāng)?shù)闹担撝荡笥陔娋W(wǎng)相電壓峰值的2倍，為此對(duì)直 流側(cè)電容電壓施加閉環(huán)控制。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙電壓閉環(huán)控制諧波電流檢測(cè)方法，其特征在于，在上下電 容的電容值相同的情況下，加均壓控制，保證上下兩電容的電壓都大于相電壓峰值。
7. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的雙電壓閉環(huán)控制諧波電流檢測(cè)方法，其特征在于，使有源電 力濾波器的補(bǔ)償電流中包含一定的基波有功分量，使電網(wǎng)向有源濾波器的直流側(cè)補(bǔ)充能 量，將直流側(cè)電壓V。維持在給定值。
8. -種采用如權(quán)利要求1-7之一所述的雙電壓閉環(huán)控制諧波電流檢測(cè)方法的系統(tǒng)。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種雙電壓閉環(huán)控制諧波電流檢測(cè)方法和系統(tǒng)，在ip-iq檢測(cè)法中加入了雙電壓閉環(huán)控制，以消除負(fù)載電流突變時(shí)產(chǎn)生的畸變；并采用一種新穎的基于低通濾波的a相正序電壓提取單元代替ip-iq檢測(cè)法的PLL鎖相環(huán)，在三相電壓畸變情況下仍能正確提取a相正序電壓，以精確檢測(cè)出諧波和無(wú)功電流。經(jīng)仿真與研究結(jié)果證明，該方法不僅可消除負(fù)載電流突變時(shí)電流的畸變，同時(shí)在電壓有畸變的情況下仍可以正確檢測(cè)到諧波分量和無(wú)功電流；而且在指令電流有很大突變的情況下，由于加入了直流側(cè)電壓閉環(huán)控制和上下電容均壓閉環(huán)控制，避免了在負(fù)載電流突變時(shí)產(chǎn)生電網(wǎng)電流鋸齒形畸變，跟蹤補(bǔ)償特性得到完善；法具有廣泛的適用性。
【IPC分類(lèi)】H02J3-01
【公開(kāi)號(hào)】CN104578070
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410775887
【發(fā)明人】劉航, 王春芹, 陳寧
【申請(qǐng)人】國(guó)家電網(wǎng)公司, 國(guó)網(wǎng)河北省電力公司邯鄲供電分公司
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月15日