三相电压不对称时谐波和无功电流的准确检测新方法

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第34卷第18期继电器V0l_34No．182006年9月16日RELAYSep．16，200647-．电压不对称时谐波和无功电流的准确检测新方法王玉斌，吕燕，李英俊(1．山东大学电气工程学院，山东济南250061；2．济南大学信息科学与工程学院，山东济南250022)摘要：基于理论推导和分析，指出了在~．fn电压不对称时，应用瞬时无功功率理论检测谐波和基波正序有功及无功电流分量存在的问题。提出了一种准确检测这些电流分量的方法，即先构造出一个理想的基波对称系统，使该三相系统的电压等于原

2、来非对称系统的基波正序电压，在此基础上进行谐波和无功电流的检测。对该检测方法进行了理论分析和仿真，仿真结果证明了在三相电压不对称时该检测方法仍然能正确地检测出谐波和基波有功、无功电流。关键词：瞬时无功功率理论；谐波；基波正序；无功电流；检测方法中图分类号：TM711文献标识码：A文章编号：1003-4897(2006)18-0047-05简介如下。0引言1．1P—q法自从1984年H．Akagi提出“瞬时无功功率理设三相电路的电压和电流瞬时值分别为e、e、论”以来，其作为一种有效的检测谐波和无功电e和、、i，则通过三相变两相的变换阵

3、C，，可以流的方法，在有源滤波和无功补偿领域得到了广泛得到仅一B平面的电压、电流和瞬时有功(无功)功r●●●●●【的应用。但是，它只适合于三相电压对称正弦的情率：r●●●●●【ee．．dBdB况下的三相电路谐波和无功电流的检测J。当三，_____J，_____JIl=相电压不对称时，谐波和无功电流的检测将出现误—．C．2．1．．J．．L—．C．札．21．．J．．L．(1)差。文献[3]中提出了一种三相电压不对称时，谐，，波和无功电流的检测方法，即将三相电压经窄带滤1●●●●J1●●●●J波器NBPF滤波后，然后利用对称分量法得到A相

4、(2)基波正序电压，并以此作为锁相同步信号，利用一。方法计算负载电流中的谐波和无功电流。作者认为窄带滤波器本身具有相位滞后，且会导致有用信[]=[e一：][：]=c[／'ot](3)号的衰减，从而带来检测误差。文献[4]中没有很好地解决负序电流和无功电流的检测问题。瞬时有功P和瞬时无功q可以分解为直流分量P一本文首先介绍了基于瞬时无功功率理论的谐波,q一和交流分量、，即：和无功电流两种常用检测方法P—q法与。一法，(4)并进行了理论分析，指出这两种检测方法仅适用于三相电压对称正弦时的情况，当三相电压不对称或含有谐波时，在检测基波正序

5、有功和无功电流分量将带来误差。由此本文提出了一种针对三相电压不对称时，谐波和无功电流的新的检测方法，并通过详量a『、、，进而得到谐波分量、。。即：细的理论分析、仿真说明该方法可准确检测出不对称三相电路中基波正序有功和无功电流。[三]=[]一[兰]=[；]一cc二专c51基于瞬时无功理论的谐波和无功检测方1．2ip—i法法目前基于瞬时无功理论的谐波和无功检i贝0主要有两种方法P—q法和一法，为了下文的分析，维普资讯http://www.cqvip.com—．．．．．L48继电器．．．_暑1●●●J—．b．．．=¨．．．L．所示的补偿电

6、流，可将三相电流补偿为基波正序电．流，此时APF补偿掉的是谐波1电●流●●和J基波负序电流一之和。rC．_．___【当三相电压不对称或含有一．谐波一．时，可将三相瞬pq1I____J时电压分解为基波正序电压e、基波负序电压e、谐图1i一i检测法原理波电压eh和零序电压eo，即：e=el+e2+eh+eo，此Fig．1Schematicdiagramofip-iqmethod时由式(4)计算出瞬时有功P和瞬时无功g，经滤波(PLL)和一个正余弦发生电路得到。然后通过一种得到的直流部分P、g为：三相变两相的正交旋转变换c，将三相电流变换

7、为P=>EI．cos~p(10)两个正交分量ii。795-g=>E，sin(11)C。亏‘式中：E、，分别是三相电压、电流基波和各次谐波rsintotsin(tot一120。)sin(tot+120。)1【一eostot—cos(tot一120。)一cos(tot+120。)J的有效值。为电压、电流基波或同次谐波之间的相位差。这说明当电压、电流都含有谐波时，p、q除(6)了由基波电压、电流贡献外，还包含同次的谐波电]压、电流的贡献。因此，将、反变换不能得到准确：Clib}(7)的基波正序电流，也就不能得到准确的补偿电流指令值。i、i

8、经低通滤波器(LPF)滤波后得出i、i的对于一运算方式，可以得到同样的结论。直流分量、，由、即可计算出iL。bf-,i进而这是因为：得到谐波分量i。。c】~CpqC32i=c=12(8)也就是说，i一法与P—q法是完全等价的，变换结果