一种单相无功和谐波电流的检测方法

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1、一种单相无功和谐波电流的检测方法　　摘要：无功和谐波补偿装置在工业中有许多的应用，有效检测无功和谐波电流是进行补偿的前提。基于DQ分解法的瞬时功率理论在三相电路的无功和谐波检测中已有成熟的应用，但是单相电路的无功和谐波电流的检测依然没有很好的办法。该文提出了一种基于单相电路瞬时功率理论的单相电路无功及谐波电流检测方法，通过数学关系推导说明了无功和谐波电流的分解原理，并通过Matlab验证了所提内容的正确性和有效性。　　关键词：单相无功谐波瞬时功率　　中图分类号：TM93文献标识码：A文章编号：1674-098X（2016）11（b）-0023-03　　Abstract：React

2、ivepowerandharmoniccompensationdevicehasmanyapplicationsinindustrial，effectivereactivepowerandharmoniccurrentdetectionisthepreconditionofcompensation.BytheDQdecompositionmethodofinstantaneouspowertheory，Thereactivepowerandharmoniccircuitdetectioninthree-phaseismature，butthereactivepowerandhar

3、moniccurrenttestinginsingle-phasecircuithavenotbeenwelldone.Basedonthesingle-phasecircuitinstantaneousreactivepowertheory，thispaperproposesasingle-phasecircuitandharmoniccurrentdetectionmethod，Themathematicalrelationshipshowsthedecompositionprincipleofreactivepowerandharmoniccurrent，and，theco

4、rrectnessandvalidityoftheproposedcontentisverifiedbyMatlab.　　KeyWords：Single-phase；Reactivepower；Harmonic；Instantaneouspower　　无功和谐波电流对电网有着很多危害，有效的电网无功和谐波电流检测在无功和谐波治理中意义重大[1-2]。　　单相电路中，一直没有很好的无功和谐波电流检测方法。文献[3]涉及一种基于三相电路瞬时功率理论的单相电路谐波电流检测方法，文献[4]将其与一种基于单相电路瞬时功率理论的单相电路谐波电流检测方法进行比较，并指出后者具有更好的检测精度和

5、更少的计算量优点。但是文献[4]所提的基于?蜗嗟缏匪彩惫β实男巢?检测方法实质上只是用电网电流减去检测出的有功电流，并没有考虑谐波电流和无功电流的分解。　　该文在文献[4]基础上，对所涉及的谐波电流检测进行改进，给出了基于单相电路瞬时功率理论的单相电路无功和谐波电流的分解方法，对所提谐波和无功电流检测原理进行了简单的数学推导验证，给出了无功和谐波检测具体实现的Matlab框图，并通过将其应用在SVG系统中，成功实现对电源无功和谐波电流的补偿，验证了所提无功和谐波电流分解方法的正确性。　　1单相无功和谐波电流检测原理　　单相电网电压如公式（1）所示，其中为电网电压的角速度。　　综合

6、公式（5）和公式（6），可以得出结论，电网电压相位和电网电流直接相乘得到的量进行分解后，只有为直流分量，是电网电流的基波有功分量峰值一半，而其他量都至少为2倍电网电压频率的高频分量。因此使用低通滤波器就可以将高频分量滤出，而且由于得到的是直流量，因此滤波器延时对系统的稳态性能不造成影响。将电网电流的有功分量峰值一半乘上两倍电网电压相位，就得到了电网电流有功分量的瞬时值，如公式（7）所示。　　综合公式（10）和公式（11），可以得出结论，电网电压相位和电网电流直接相乘得到的量进行分解后，只有为直流分量，是电网电流的基波无功分量峰值一半，而其他量都至少为两倍电网电压频率的高频分量。因

7、此使用低通滤波器就可以将高频分量滤出，而且由于得到的是直流量，因此滤波器延时对系统的稳态性能不造成影响。将电网电流的有功分量峰值一半乘上两倍电网电压相位，就得到了电网电流无功分量的瞬时值，如公式（12）所示。　　易知电网电流谐波分量瞬时值等于电网电流减去电网电流有功分量的瞬时值和电网电流无功分量的瞬时值的和，如公式（13）所示。　　2单相无功和谐波电流检测的实现　　使用Matlab软件搭建的单相无功和谐波电流的检测框图如图1所示。使用单相锁相环（PLL）得到电网电压的相位信号，将