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1、您的论文得到两院院士关注仿真技术文章编号:1008-0570(2010)05-1-0159-02谐波及无功电流检测算法的MATLAB仿真SimulationonMethodsforDetectingHarmonicsandReactiveCurrentbasedonMATLAB(北京交通大学)李欣媛曾国宏LIXin-yuanZENGGuo-hong摘要:对并联型有源滤波器的谐波和无功电流检测方法进行了讨论,对目前常用的基于瞬时无功理论畸变电流检测算法的p-q法,ipiq-法进行了理论分析与仿真验证,对比了两种检测算
2、法,仿真结果表明,p-q法,ipiq-法均可以有效检测出谐波,但是ipiq-法要优于p-q法。关键词:瞬时功率;谐波抑制;MATLAB仿真中图分类号:TN713文献标识码:AAbstract:ThemethodsfordetectingharmonicsandreactivecurrentoftheshuntActivePassiveFilterisdiscussedandanalyzed.Thep-qandipiq-methodsbasedontheoryofinstantaneousreactivepowerw
3、eresimulatedandcomparedwithsimulationtoolboxinMATLABsoftware.Theresultsshowedthep-qandipiq-methodswereveryusefulfordetectingharmonicsandreactivecurrent,andtheipiq-methodwasmoreeffectivethanthep-qmethod.技Keywords:Instantaneousreactivepower;harmonicsuppression;M
4、ATLABsimulation术1引言创有源电力滤波器作为一种用于动态抑制谐波和补偿无功(2.5)的电力电子装置,有着非常好的发展前景。其谐波和无功电流检新测技术直接决定了装置的整体滤波性能。谐波检测算法多种多样,经过不断研究和实际经验,基于“瞬时无功理论”的谐波检测(2.6)法p?q算法,ipiq?算法已成为主流算法。下面本文就对这两种方法进行理论分析,仿真验证和对比。p、q经低通滤波器(LPF)可得,2基于瞬时无功理论的谐波快速检,(2.7)测方法(法)由、即可计算出被检测电流ia、ib、ic中的基波分量iaf
5、、ibf、icf首先于1984年由赤木泰文(H.Akagi)提出,原理图如图1。设三相电压和电流的瞬时值分别为ea、eb、ec和ia、ib、ic。把它们进行abc/α-β变换,可得两相瞬时电压eα、eβ和两相瞬时电流iα、iβ,(2.8)(2.1)其中,(2.2)定义瞬时有功功率和瞬时无功功率为:,(2.3)图1法谐波和无功电流检测原理图假定系统三相无畸变电压、对称电流分别为:在仿真实验中,取系统三相对称电压如下:,,(2.4),式(2.4)和式(2.5)代入式(2.3),得瞬时有功功率P和无功功率如式(2.6)(
6、2.9)负荷畸变电流值如下:222i(b)?sin(100?t??)sin(200??t??)sin(300)sin(400??t??t??)李欣媛:硕士研究生333《PLC技术应用200例》邮局订阅号：82-946360元/年-159-仿真技术《微计算机信息》(测控自动化)2010年第26卷第5-1期电流量,进而造成谐波和无功电流的补偿不准确。而实际应用中(2.10)理想电网电压条件是很难实现的,因此为了克服电网电压畸变由图3-3搭建MATLAB仿真图,得a相仿真结果如图1,依对谐波检测带来的不利影响,对基于瞬时
7、无功功率理论的谐波次为实际的a相基波电流,检测出的a相基波电流,实际的谐波检测方法p?q法进行了改进,提出了谐波检测的ipiq?法。电流,检测出的谐波电流。可以看出在三相电压对称情况下,pipiq?3谐波检测的法?q法可以很好检测出谐波电流。ipiq?法的检测原理为:使用锁相环PLL对电源a相电压进行锁相,获得一组与a相电压同频同相的正、余弦信号,得到变换矩阵C。三相输入电流、、经过α-β变换后与变换矩阵C相乘,得到有功电流和无功电流。、经低通滤波器LPF滤波后,得到直流分量、,它们是由基波电流、、产生的。因此,将
8、、反变换,即可计算出基波电流、、,进而计算出谐波电流、、,其检测原理如图3-6。瞬时有功电流和瞬时无功电流通过计算得到式(3-47):(3.1)技图1p?q在电压对称下检测结果、经LPF滤波得到:术(3.2)创新图3法的谐波和无功电流检测原理图将、反变换,得:(3-3)图2在电压畸变下检测结果在仿真实验中,负荷畸变电流值仍为式(2.10)。取系统三相由法的原
