关于谐波及无功电流检测方法的综述

关于谐波及无功电流检测方法的综述!

李建林"张仲超

#浙江大学电机系"杭州$%&&’()

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摘要S谐波电流的检测方法有许多种"所以有必要对各种检测方法做一比较"以便充分利用每一检测法的特点l针对建立在瞬时无功功率理论的基础上的瞬时无功和谐波电流检测算法存在的矢量变换复杂"物理意义不明确的缺陷l 建立了谐波及无功电流检测系统闭环m开环的统一模型l 统一模型揭示了检测系统的本质l谐波及无功电流的检测是通过抽取基波有功电流"然后"从负载电流中减掉基波有功电流来获得l基波有功电流的检测过程实质是在旋转坐标系下的低通滤波l本文提出了检测电路等效低通滤波器的优化设计方案"研究了等效滤波器的阶数m截止频率对检测系统动m静态特性的影响l最后"通过仿真和实验的验证l

关键词S瞬时无功功率理论i谐波及无功电流检测i低通滤波器

n引言

随着由电网谐波引起的电能质量问题日益受到重视"人们越来越关注电力有源滤波器l谐波电流的检测环节是一个直接影响到有源滤波效果的关键环节l目前的检测方法有基于瞬时无功理论o%p 的谐波电流检测方法m平均功率法m k k T法等Z基于瞬时无功理论的有功与无功分离法是一种十分常见的方法l它的检测补偿效果比较明显l然而"这种方法的控制电路相对复杂"所需计算量也是较大的l因此"在实时性要求较高的系统中"这种方法就有明显的局限性l文o’"$p把瞬时无功功率理论应用到单相电路中"两文都是通过延时来得到所需的新的信号"这一不必要的延时对检测方法的动态响应是很不利的"另外"该方法实现起来也比较烦琐l 电流采样保持检测法"对电路元器件精度要求较高"调整较为困难"且电压波形产生畸变时"无法实现有效补偿"该方法可以应用于无功补偿l对基于瞬时无功理论的谐波电流检测方法"适当地修改其算法不但能检测谐波"还可以单独检测出电网电流瞬时无功分量"因此这种方法被用于有源滤波及无功静止补偿装置中Z但是当这种方法用于三相不对称的电力系统谐波检测时会产生较大的误差Z平均功率法不能用来单独检测谐波"只能检测谐波分量和无功分量之和"而且不能用于单相电网滤波Z k k T法只能对有限次数的谐波进行分解再合成"频带太窄"实时性不太好"且误差较大"对于只消除某一次或几次谐波的场合及对实时性要求不太高的情况下"这种方法是适合的Z已经有了许多单相电路的谐波检测方法"但都存在一些问题l比如采用固定频率滤波器的直接滤波法"存在较为严重的相移和频率漂移问题"且无法分离出畸变电流中的有功分量i基于k k T的采样数字计算方法"由于需要一定的采样计算时间"造成谐波检测速度慢l把基于瞬时无功功率理论的三相电路谐波检测方法推广到了单相电路"由于要先构造三相电路或要对畸变电流进行q&r相移"所以电路结构过于复杂"

第%s卷第t期’&&$年u月电力系统及其自动化学报

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