基于电网谐波检测的simulink仿真

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1、原理分析基于三相/两相变换的瞬时无功功率理论设三相电路各相电压和电流的瞬时值分别为和ia、ibic.为了分析问题方便，把它们变换到α--β两相正交的坐标系上研究。由下面的变换可以得到α--β两相瞬时电压和α--β两相瞬时电流式1式2式中式3矢量分别可以合成为（旋转）电压矢量e电流矢量I,如图1所示图一式4式5式中，e,i为矢量e，i的模分别为e，i的幅角。三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：式6式7式中，。α---β平面中的ip和iq如图一所示。定义三相瞬时无功功率q(瞬时

2、有功功率p)为电压矢量e的模和三相电路瞬时无功电流iq(三相电路瞬时有功电流ip)的乘积式8再通过α－β坐标abc坐标的变换，即可得到对应的三相电网电流分量式9综合式8、式9检测算法如图为ip—iq检测算法的基本原理图二ip—iq检测算法的基本原理图中：该检测方法中，使用了与a相电网电压ea同相位的正弦信号sinωt和对应的余弦信号-cosωt。根据瞬时无功功率理论可以计算出瞬时有功电流ip和瞬时无功电流iq,经LPF滤波得出ip、iq直流分量，对进行反变换即可计算出基波有功分量，进而计算出谐波分量。由图二可以得出算法的

3、变换公式：反变换推算基波电流分量的公式：仿真1、电流采集在仿真中，三相负载电流均采用幅值、频率均不同的信号叠加来进行模拟。例如：下图为模拟采集到得a相电流第一个信号ia1的参数设第二个信号ia2的参数设置如下第三个信号ia3的参数设置如下同理，另外两相电流ib、ic均采用此方法模拟。1、三相两相变换在仿真中通过设置增益来达到变换的目的设置参数：2、计算瞬时有功电流ip、无功电流iq输出端1为ipip=sinwt*ia-coswt*输出端2为iqiq=-coswt*ia-sinwt*1、滤波将输出的ip、iq通过低通滤波

4、器得到直流分量。经过分析，低通滤波器采用低通巴特沃思滤波器滤波效果最佳。且将其阶数设为2.滤波器的参数设置2、计算基波分量两相到三相转变：在仿真中通过设置增益来达到变换的目的参数设置：Simulink模型：Scope5：a相负载电流Scope4:三相两相转换后的电流波形Scope1:三相电流的基波分量Scope2:B相谐波电流结论谐波检测是有源电力滤波器的重要组成部分。本文通过simulink仿真，能够得到各相电流的谐波成分。但是由于初学matlab,检测部分还有很多不足之处。例如滤波器的设计,因为滤波器的精密程度直接

5、影响着谐波检测的精度。在本次仿真中采用的巴特沃思滤波器原模型，其仿真效果不是特别好。参考文献：1、王群，姚为正，王兆安.高通和低通滤波器对谐波检测电路检测效果的影响研究.电工技术学报，1999,14（5）：22～262、朱霞清.并联型有源电力滤波器的理论研究与仿真3、李民，王兆安，卓放.基于瞬时无功理论的高次谐波和无功功率检测.电力电子技术，1992(2)4、贺益康，潘再平.电力电子技术.科学出版社，20035、电能质量公用电网谐波国家标准GB/T14549一1993.北京:中国电力出版社，2002