基于二阶广义积分器的基波正负序分量检测方法

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1、第31卷第11期电力自动化设备Vo1．31No．1l2011年11月ElectricPowerAutomationEquipmentN。v．2011@基于二阶广义积分器的基波正负序分量检测方法薛尚青．蔡金锭(福州大学电气工程与自动化学院，福建福州350108)摘要：提出了一种检测基波正负序分量的新方法。首先通过瞬时对称分量法及坐标系变换理论分析了在0移坐标系下通过90o移相算子实现正负序分量检测的原理：然后构造了基于二阶广义积分器的移相系统理论分析及仿真结果表明，该移相系统在特定频率下具有90~移相特性，同时表现

2、出滤波作用。采用双线性变换法实现移相系统的离散化，并提出了基于所构造移相系统实现基波正负序分量检测的方法，该方法省去了锁相环和低通滤波环节。利用Matlab／Simulink进行仿真验证，仿真结果证明了所提方法的正确性和有效性关键词：瞬时对称分量；坐标变换：移相；二阶广义积分器：基波正负序分量：仿真中图分类号：TM761文献标识码：A文章编号：1006—6047(2011)1l一0069—050引言=1．f目前．常用的负序分量检测方法主要有基于同步坐标变换的幽变换法[1-31、双幽变换法⋯、自适=『厂(2)应检测

3、法和基于带通或带阻滤波器的检测方法基于坐标变换的检测方法需要以电压波形为参1考．当系统电压有畸变或不对称时．该类方法需要．ffo=If(3)首先获取基波正序电压分量作为参考．而如何从畸变、不对称的三相电压中实时提取基波正序分量本身就是一个需要解决的问题：基于带通或带阻滤其中，口：ej：一1+j3_；、、为三相电压或波器的检测方法依赖于滤波器提取基波分量．但引电流；厂、f+b、f+c为正序分量；厂、／、／为负序分入的滤波环节会造成一定的时延．且需补偿因滤波量；fo、fo、厂为零序分量。引起的相移．而相移补偿角取决于

4、基波频率和滤波考虑到abc坐标系可变换到坐标系，满足器特征频率的比值．通用性效果不佳关系：本文提出一种新的检测基波正负序分量的方J1—1／2—1／2I法．该方法不引入滤波器．提高了检测的实时性．通1llo=l0、／2一／2『=o(4)过构造移相系统既实现了滤波的作用．又不因滤波1／21／21／2J而引起相移．减少了相移补偿环节．而且不需要采其中，。=fo]为。坐标系下的三相瞬时用锁相环电路获得同步旋转角．消除了锁相环给检值向量测带来的不利影响将所提方法应用于电流基波通过瞬时对称分量法和坐标系变换．在o；80坐正负

5、序分量的检测．通过仿真证明了所提方法的正标系下的正序和负序分量为确性和有效性}3o：TBof=T邮+}：TBo}邮0-1eJ。01检测原理l_1f—10lo(5)在三相电路中．采用传统对称分量法可以将任【000J意3个不对称相量分解为3组三相对称的相量然，∞：To,ofEe=T邙J虹：TBJ—T茹0∞=而．传统的对称分量法采用的是相量计算的形式．计}1『lf1一eJ0]l算相量时．需要获取其幅值和相位针对传统对称eJ10o(6)分量法的不足，文献『7—10]提出瞬时对称分量的概‘【000J念，并将其应用到不对称三

6、相系统中_11z-根据瞬分析式(5)和式(6)可知，坐标系下的正序时对称分量法，正序、负序和零序分量的瞬时值可和负序分量与无关，且、为零。利用90。滞后表示为移相算子S=e-J，式(5)和式(6)可简化为一=(7)收稿日期：2011—01—17；修回日期：2011—08—04电力自动化设备第31卷，：=f(8)：—————～在坐标系下，当三相不对称且有畸变时，其‘、、，合成空间矢量是由对应于基波正序分量的逆时针旋转的空间矢量、对应于基波负序分量的顺时针旋转的空间矢量及对应于谐波分量的空间矢量三’、、部分合成的。因

7、此，由式(7)和式(8)得到的正序_、～～一和负序分量中除了有对应基波的分量外．还有对应各101010D10‘1O~o／to0次谐波的分量一D(jw)．⋯’Q(jto)通过滤波环节，求出坐标系下的基波正序和图2D(s)和Q(s)的频率响应负序分量后．由反变换可求得c坐标系下各相各Fig．2FrequencyresponsesofD(s)andQ(s)序的基波分量瞬时值：所提移相系统表现出一定的滤波特性．当系统(1)=-1．，邮4"(1)，．，(1)=叩-1．，-p(1)(9)所含谐波次数越高，其分量衰减越大．而基

8、波分量一1『1—1／2—1／21不受影响．其相位不因滤波作用而引起相移，保证了【0、／／2一、／丁／2J基波正序、负序分量检测的精度。其中，下标(1)表示基波分量。2．3特性仿真2移相环节实现方法采用Matlab／Sireulink对该移相系统的特性1(3r)Q一‘(3f)进行仿真分析。输入信号厂的基波(50Hz)幅值为2．1移相算子构造∞＼l(3f)一一。)＼一3f)1