瞬时无功功率理论与谐波检测方案.pdf

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1、研究与开发瞬时无功功率理论与谐波检测方案王希文杜川(四川省建筑设计院，成都610031)摘要简要介绍了瞬时无功功率理论，分析了基于该理论下的P．q检测法和ip-iq检测法，同时提出了基于单相瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法，并对其进行简要的仿真验证。关键词：瞬时无功功率理论；谐波电流；无功电流InstantaneousReactivePowerTheoryandtheMeasurementMethodsforDetectingHarmonicsWangXiwenDuChuanfSichuanProvincia

2、lInstituteofArchitecturalDesign，Chengdu610031)AbstractInstantaneousreactivepowertheorywaspresentedinthispaper，alsoanalyzedtheP。qmethodandtheip-iqmethodoftestingtheharmonicandreactivecurrent．Thenbasedonthesingle。phase—．．．。Linstantaneousreactivepowertheory,ane

3、wwaytodetectharmoniccurrentwasproposedandwas“np1●●●●jsimulatedtoshowit．=Keywords-instantaneousreactivepowertheory；harmoniccurent；reactivecurent—．．．．．．．2．．．．L1●●●●●●●●●J随着科学技术的快速发展，大量的电力电子装提出以来，在许多方面得到了成功的应用。该理论置，如各种变频器、变流器、开关电源和电抗器等突破了传统的以平均值为基础的功率定义，系统地—．．．

4、L得到广泛的应用，使得公用电网受到了严重的谐波定义了瞬时无功功率、瞬时有功功率等瞬时功．率．1●●，，●J污染，电力谐波已经成为影响电能质量的公害，解量。=决电力系统谐波问题显得尤为迫切。电力系统谐波设三相平衡电路各相电压和电流的瞬时值—．分．．别．。．．。2．．．．．L．．．问题涉及面很广，包括谐波检测、谐波分析、谐波为12、Ub、甜。、f、ib、f把它们变换到相，_正___-‘_交‘____●__N_Ju源分析、电网谐波潮计算、谐波抑制、谐波标准等。的坐标系上，经变换可以得到两相瞬时电流电压：谐波检测是谐波

5、问题中的一个重要分支，是解决其他谐波问题的基础。电力系统的谐波由于受随机性、分布性、非平稳性等因素影响，对其进行准确检测并非易事。随着电力电子装置的广泛应用，使得谐波和无功问题成为了研究的热点。在现今众多的谐波电流检测方案中，基于瞬时式中，c=√；[-0．／0：5-0．／025J无功功率理论的检测方案是应用得最多的一种，该在正交平面上，可以将电压电流合成旋转量：理论下的检测方案拥有准确性好、原理清晰简单、U=“+=U<延时性好等优点。下面就瞬时无功功率理论及常用+f0：<(2)的谐波检测方案作出介绍和分析，同时

6、导出单相电路的瞬时无功功率理论，并在此基础上对常用的检根据上式引入瞬时有功功率和瞬时无功功率测方案进行改进和推广。有：1瞬时无功功率理论三相电路瞬时无功功率理论白20世纪80年代Ua](3)38llttalltl!t2014~r4研究与开发由上式可知，我们可以通过瞬时的电压电流值再经过LPF滤波可得直流分量fp、i，这里的求得瞬时的有功和无功，当分析的系统为完全三相、i是由iaf、ibf、icf产生的：对称时，上式还可以简化。2基于瞬时无功理论的谐波检测方案i~flr+]㈦以三相电路的瞬时无功功率理论为基础，可

7、以得到三相电路的谐波和无功电流P—q检测方法。2,1P-g检测法一sT—_该方法根据瞬时无功功率理论算出P、q，经过lac，一—+—+C=1c一iahzc‘qiqzcftch低通滤波器得出其直流分量、。在假定电压无畸变的情况下，由负载电流中的基波有功分量与图2ip-iq检测运算原理电压作用产生，由负载电流中的基波无功分量与电压作用产生。因此，我们可以反向算出负载的基上诉两种方法是基于三相电路瞬时无功功率理波分量：论的三相电路谐波电流检测公认的较为成熟的方法，但是仍然存在一些问题：需要进行两次坐标变iaf换，计算

8、量较大；使用模拟电路实现时需要较多的㈩乘法器，电路元器件性能和参数对检测精度有极大影响。本文即根据单相瞬时无功功率理论对谐波电流检测方法做出了改进。然后将iaf、ibf、i。f与i、ib、i相减，即可得出需要检测的谐波电流ih、ibh、i。h。其运算原理如图3单相电路瞬时功率与谐波电流检测方法1所示。设单相电源电压为。(f)=【，msincot(7)lah与其同频同相幅值为1的正弦信号