一种改进的i_p-i_q谐波电流和无功电流检测方法

ＴＩＡＮＮａ，ＺＨＡＯＬｉｎｇｘｉａ
（ＨｅｘｉＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃ，ａｎｓｕＺｈａｎｇｙｅ７３４０００，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｈｅｎｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅｖｏｌｔａｇｅｉｓａｓｙｍｍｅｔｉｃ，ｔｒｈｅｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｒｅａｃｔｉｖｅｃｕｒｒｅｎｔｃａｎ’ ｔｂｅａｃ —
种新的电流检测方法，通过快速合成的基波正序电压作为锁相环的基准参考电压，并在低通滤波器后加入ＰＩ调节器，提高了谐波电流的检测精度。经仿真验证，该方法在三相电压不对称时能够准
确检测出基波无功电流和谐波电流。
关键词：正序电压合成；ＰＩ调节器；无功电流；谐波电流
・
９４・
工业仪表与自动化装置
２０１７年第５期
一
种改进的一垡谐波电流和无功电流检测方法
田娜，赵玲霞
（河西学院，甘肃张掖７３４０００）
摘要：当三相电压不对称时，ｉ一ｉ检测方法不能准确地检测出基波无功电流。该文提出了一波电流和无功分量，是实现有效
补偿的先决条件。
目前，应用最多的谐波电流和无功电流检测方
ａｃｃｕｒａｃｙｏｆｔｈｅｈａｒｍｏｎｉｃｃｕｒｒｅｎｔ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｅｄｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｉｓｍｅｔｈｏｄｃａｎａｃｃｕｒａｔｅｌｙｄｅｔｅｃｔｔｈｅｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｒｅａｃｔｉｖｅｃｕｒｒｅｎｔａｎｄｈａｍｏｒｎｉｃｃｕｒｒｅｎｔｉｎｃａｓｅｏｆａｓｙｍｍｅｔｉｃｒｔｈｒｅｅ—ｐｈａｓｅｖｏｌｔａｇｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｐｏｓｉｔｉｖｅｓｅｑｕｅｎｃｅｖｏｌｔａｇｅｓｙｎｔｈｅｓｉｓ；ＰＩｒｅｇｕｌａｔｏｒ；ｒｅａｃｔｉｖｅｃｕｒｒｅｎｔ；ｈａｒｍｏｎｉｃｃｕｒｒｅｎｔ
ｃｕｒａｔｅｌｙｄｅｔｅｃｔｅｄｗｉｔｈｉｖ— ｄｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄ．Ｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒ，ａｎｅｗｔｙｐｅｏｆｃｕｒｒｅｎｔｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ，ｆｏｒｗｈｉｃｈｔｈｅｒａｐｉｄｃｏｍｂｉｎｅｄｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｐｏｓｉｔｉｖｅｓｅｑｕｅｎｃｅｖｏｌｔａｇｅｉｓａｓｔｈｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｖｏｌｔａｇｅｏｆｔｈｅｐｈａｓｅ— — ｌｏｃｋｅｄｌｏｏｐａｎｄｔｈｅＰＩｒｅｇｕｌａｔｏｒｉｓａｄｄｅｄａｆｔｅｒｔｈｅｌｏｗ— ・ｐａｓｓｉｆｌｔｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎ
中图分类号：ＴＭ９３５
文献标识码：Ａ
文章编号：１０００—０６８２（２０１７）０５— ００９４— ０３
Ａｎｉｍｐｒｏｖｅｄ一ｆ口ｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｈａｒｍｏｎｉｃａｎｄｒｅａｃｔｉｖｅｃｕｒｒｅｎｔ
波器使得运算更复杂。文献［４］在谐波电流和无功电流检测中的二阶低通滤波器（ＬＰＦ）后引入了ＰＩ调节器。该文针对检测过程中三相电压不对称，ＬＰＦ的固有延迟等问题，提出了一种改进的ｉ。一ｉ。法，在三相电压不对称时仍能快速、准确检测到基波
０引言
静止无功发生器（ＳＶＧ）是一种用于动态无功补偿的新型电力电子装置，能对变化的无功电流实现
幽变换后再经滤波器来获取电压正序分量，增加滤
连续动态地跟踪补偿。ＳＶＧ系统由主电路、检测电路、控制回路、驱动电路等组成，其中检测电路能快

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光伏并网系统中的无功及谐波电流检测与补偿

］髑。㈦
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嘲。［㈩：］
图２ａＧ坐标系中的电压、流矢量 — 电
（）９式中Ｃ３一Ｃ２８（）２Ｔ
图２中，矢量ｌ、。ｆ、分别可以合成ｌｌ和ｚ。ｌ。
电压矢量 “和电流矢量ｆ电流矢量ｆ电压矢．在
第１期
杨立永等：伏并网系统中的无功及谐波电流检测与补偿光
４９
１－／１２
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一
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（１）
嘲一叫［
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则二相坐标系中有功电流分量为：
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和瞬时无功功率ｇ为：
Ｐ一 “ ・ｉ。ｑ一 “ ・ｉｑ（）３（４）
于ｑ一０则将Ｐ代替（）中的Ｐ计算出被检，。８式
测电流ｉ、、的基波有功电流ｉｆｉ『ｉｆ即：ｉ、ｐ、ｐ，ｐｂ
２基于ｐｑ运算方式的无功和谐－
波电流实时检测
以三相电路瞬时无功功率理论为基础，算计出有功功率户，此时令无功功率ｇ一０户ｑ低，、经通滤波器得、ｇ的直流分量为Ｐ、。电网电压。ｑ．
波形无畸变时，。由基波有功电流与电压作用Ｐ所产生，０由基波无功电流与电压作用产生．ｑ由

一种新的基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测算法

ｉ。算法中的锁相环单元，并对这两种算法进行仿真研究，结果表明在三相电压不对称时，仍能精确、快速、实时地检测基波有功
和无功电流，值得应用推广。
关键词：有源电力滤波器；基波有功电流；基波无功电流；谐波电流；实时检测
ＡＮｅｗＨａｒｍｏｎｉｃＣｕｒｒｅｎｔＤｅｔｅｃｔｉｏｎＡｌｇｏｒｉｔｈｍ
ＢａｓｅｄｏｎｌｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓＲｅａｃｔｉｖｅＰｏｗｅｒＴｈｅｏｒｙ
ＬＩＷｅｉ．ｚｈｅｎｇ
（ＧａｎｓｕＣｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓＶｏｃａｔｉｏｎａｌＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅ，Ｌａｒ￣ｈｏｕＧａｎｓｕ７３００５０，Ｃｈｉｎａ）
ａｎ￣ｙｚｅｄ．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈｅｎｅｗａｌｇｏｒｉｔｈｍｓｔｉｌｌｅｎａｂｌｅｆａｓｔａｃｃｕｒａｔｅｒｅａｌ — ｔｉｍｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｏｆｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌａｃｔｉｖｅａｎｄｒｅａｃｔｉｖｅｃｕｒｒｅｎｔｕｎｄｅｒｔｈｒｅｅｕｎｂａｌａｎｃｅｄｖｏｌｔａｇｅｓ１ｗｈｉｃｈｉＳｗｉｄｅｌｙｕｓｅｄ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ａｃｔｉｖｅｐｏｗｅｒｆｉｌｔｅｒ；ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌａｃｔｉｖｅｃｕｒｒｅｎｔ；ｆｕｎｄａｍｅｎｔａｌｒｅａｃｔｉｖｅｃｕｒｒｅｎｔ；ｒｅａｌ — ｔｉｍｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎ

1 基于瞬时无功理论的谐波检测方法

3
图 5 自适应法谐波检测波形图
补偿前 THD=41.4% 补偿后 THD=2.08% 考察补偿后电流的谐波畸变率 THD，两种方法在都符合电力系统的要求。因为在基于瞬时无功理论方法中，低通滤波器的设计在具体实现时均达不到严格意义上的精确，因而带来的精度损失是无法避免的。自适应方法中
参数的选取对滤波器性能有很大的影响，在本文的仿真中，电压的幅值和积分器增益的选择对精度有较大的影响，精度越高，对应的响应速度会边慢。 3.2 动态性能分析 1）响应速度分析
1 0
ia ia C ib i b ic
1 / 2 3/2 1 / 2 3 / 2
(2)
根据瞬时无功功率理论，瞬时有功电流、瞬时无功电流为
i p i cos iq i sin
(3)
式中：为u，i的夹角。瞬时有功功率、瞬时无功功率满足
作为被检测对象：
1 1 1 i sin 120t sin 360t sin 600t sin 840t 3 5 7
1) 基于瞬时无功理论方法的仿真结果：
图 4 p-q 法、 i p iq 法谐波检测波形图
依次为原始信号，谐波信号，补偿后的信号补偿前 THD=41.4%
补偿后 THD=1.71% 2) 基于自适应法的仿真结果：
作者简介：
王林（1983-），男，山东淄博人，汉族，硕士，主要从事电力系统自动化方面的研究。 Email： shaolin7421@。吴军基（1955-），男，河南社旗人，汉族，教授，近年主要从事电力规划、电力市场、以及非电检测技术等研究工作。
5
i p i p u C pq i iq q e e

谐波检测方法

谐波检测方法谐波是指在周期性波形中，频率是基波频率的整数倍的波动。

在电力系统中，谐波是一种常见的电力质量问题，它会导致设备损坏、系统效率降低以及电网稳定性下降。

因此，对谐波进行及时准确的检测是非常重要的。

本文将介绍几种常见的谐波检测方法。

1. 传统的谐波检测方法。

传统的谐波检测方法主要包括使用示波器、功率分析仪和谐波分析仪。

示波器可以用来观察电压和电流的波形，通过观察波形的畸变程度来初步判断是否存在谐波。

功率分析仪可以用来检测电网中的功率因数、谐波含量等参数，从而判断谐波的情况。

而谐波分析仪则可以更加准确地分析出各次谐波的含量和频率，对谐波进行更深入的分析。

2. 基于数字信号处理的谐波检测方法。

随着数字信号处理技术的发展，基于数字信号处理的谐波检测方法也得到了广泛的应用。

通过对电压和电流信号进行采样和数字化处理，可以利用傅里叶变换等算法准确地分析出各次谐波的频率和幅值。

这种方法不仅精度高，而且可以实现自动化检测，大大提高了谐波检测的效率和准确性。

3. 基于智能算法的谐波检测方法。

近年来，人工智能和机器学习技术的发展为谐波检测提供了新的思路。

利用神经网络、支持向量机等算法，可以从复杂的电力信号中自动提取谐波特征，实现对谐波的智能识别和检测。

这种方法不仅可以应对电网中谐波信号多变、复杂的特点，而且还可以不断优化模型，提高检测的准确性和鲁棒性。

4. 基于频域分析的谐波检测方法。

频域分析是一种常见的信号处理方法，对于谐波检测也有着重要的应用。

通过将电压和电流信号转换到频域，可以清晰地观察到各次谐波的频率和幅值，从而实现对谐波的准确检测。

同时，频域分析还可以结合滤波技术，去除基波以外的谐波成分，进一步提高谐波检测的精度。

总结。

谐波检测是电力系统中非常重要的一环，对于保障电网安全稳定运行具有重要意义。

传统的谐波检测方法虽然已经比较成熟，但在精度和自动化方面仍有待提高。

基于数字信号处理和智能算法的谐波检测方法是未来的发展方向，可以更好地适应复杂多变的电力系统环境，实现对谐波的快速、准确检测。

三相四线制谐波检测新方法仿真研究

ｃｉ．Ｔｉｔｏｅｖｓ出ｅｚｒＵＴ／ＳｏｌｅｕｅｕｔｓｈｓｍｅｈｄｒｍｏｅｅｏＣ／ｅＩＯｉｃｕｄｂｓｄｉ３一ｐａｅ４ｗｉｉｃｉｎｈｅｕｔｓａｃｒｔｔ．ｔｎｈｓｒｃｒｕｔａｄｔｅｒｓｌｉｃｕａｅｅｓ
（江南大学电气自动化研究所，江苏无锡２４２）１１２摘要：综合运用瞬时无功理论中的Ｐ—ｑ方法和ｉｑ方法，ｐ—ｉ提出了一种基于瞬时无功理论的新的有效的三相四线制谐波检
测新方法，将三相电流中的零序电流剔除，的解决了基于瞬时无功理论的传统有源滤波器在三相四线制电路中不适用，有效完善了Ｐｑ — 方法和ｉ —ｉ方法的不足，过计算验证了该方法适用于任何三相电路，ｐｑ通包括三相四线制电路，并且三相电压
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第２卷第９５期
文章编号：０６— ３８２０）９－２９—０１０９４（０８００４３
计
算
机
仿
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２８月０年９０
三相四线制谐波检测新方法仿真研究
吴雷，凯，韦蒋峰，焕森付
（ｎｔｕｅｏＥｅｔｃｌｕｏｔｎＳｕｈｒａｇｚｎｖｒｉ，ＸＪｎｓ１１２ ‘ｈｎ）ＩｓｔｔｆｌｃｉａＡｔｉ，ｏｔｅｎＹｎｔＵｉｅｔＷｕｉｉｇｕ２４２，Ｃｉａｉｒｍａｏｅｓｙａ
ＡＢＳＴＲＡＣＴ：ｎｗｔｏｆａｍｏｉｓｄｔｃｉｎｉｇｖｎｉｈｓｐｐｒｂｓｄ０ＡｅｍｅｈｄｏｒｎｃｅｅｔｓｉｅｎｔｉａｅａｅｎＰ—ｑｍｅｈｄａｄｉｈｏｔｏｎｐ—ｉｔｏｑｍｅｈｄ

谐波电流检测方法综述

谐波电流检测方法综述摘要：随着我国工业的迅猛发展，电网中电力电子元件的使用越来越多，如整流器、变频调速装置、电弧炉等，这些电力电子装置由于其非线性、多样性的特点，带来的谐波污染也越来越严重，严重影响了电能质量，而且对各种用电设备的正常运行带来了消极的影响；另一方面现代化工业、商业及居民用户的用电设备对电能质量更加敏感，对电能的使用和需求提出了更高的要求。

因此，实时、准确地检测电网中的谐波含量，对于防止谐波的危害，保障电网安全运行具有十分重要的意义。

本文对基于瞬时无功功率理论、有功分离、傅里叶变换、神经网络、小波分析等原理的几种谐波检测方法进行了介绍，讨论了各种检测方法的优缺点，对这些谐波的抑制方法进行了详细的综述。

一、绪言1.谐波的来源谐波的定义为：“谐波是一个周期电气量的正弦波分量，其频率为基波频率的整数倍”。

当电流流经非线性负载时，与所加的电压不呈线性关系，就形成非正弦电流，从而产生谐波。

向公用电网注入谐波电流或在公用电网上产生谐波电压的电气设备被称为谐波源。

谐波源的来源很复杂，但主要的谐波源还是来自于具有非线性特性的电气设备，如变频调速装置、整流设备、电子控制照明装备和磁性铁芯设备等等。

目前，应用最为广泛的整流电路都是由晶闸管或二极管组成的。

其中以三相桥式和单相桥式最为普遍。

直流侧采用电容滤波的二极管整流电路就是一个典型的谐波源。

由于其输入电流的谐波成分非常大，会给电网带来严重的污染。

变频器中的谐波干扰也是尤为突出，变频器工作时，输出电流的谐波电流会对电源产生干扰。

现在随着电力电子技术的广泛应用，谐波源已经存在于电力的生产、传输、转换和使用的每一个环节中。

2.谐波的危害谐波的危害可以总结为以下几个方面：1）电网中的电压与电流波形发生畸变都是由高次谐波引起的，相同频率的谐波电压和电流能产生相同次数谐波的有功和无功功率，降低了电网的电压，引起线路的附加损耗，使得电网容量造成不必要的浪费。

2）谐波对供电系统的无功补偿设备的影响也是不容忽视的，谐波进入电网时会导致变电站高压电容过电流和过负荷，在这种情况下，无功补偿设备不能正常运行，更严重的请况下，还会将电网中的谐波进一步放大。

一种改进有源滤波器的谐波检测方法

ｒａｔｖｕｒｎｔａｄｉｖｒｆｅｖｉａｉｉｙｔａｈｍｕａｉｎｓｓｅｉｕｉｔｅｃｉｅｃｒｅｎｔｅｉｉｓａａｌｂｌｔｈｔｔｅｅｌｔｏｙｔｍｓｂｌ．
Ｋｅｏｄｓ：ｃｉｅｆｔｒｉｓａｔｎｏｓｒａｔｖｏｒｈｒｎｃｔｓａｅａｅｖｌｅｏｕｒｎ；ｉｌｋｙｗｒａｔｖｉｅ；ｔｎａｅｕｅｃｉｅｐｗｅ；ａｍｏｉｅ；ｖｒｇａｕｆｃｒｅｔｓｍｕｉｌｎｎ
ｃｒｅｅｔｍｅｈｄｉｏｏｓｄ．ｅｍｏｉｉｄｔｓｔｏｓｕｓｄｔｅａｅｌ－ｐｓｉｔｒｉｒｄｉｉｎａｐ — ｕｒｎｔｔｓｔｏｓｐｒｐｅＴｈｄｆｅｅｔｍｅｈｄｉｅｏｒｐｌｃｏｗ－ａｓｆｌｅｎｔａｔｏｌｉ —
源周期，因此很难采用闭环电流控制方案，响了影
ＡＰＦ的补偿性能。本文提出平均值检测法［是ｉ一ｉ的改进，７法它不使用传统滤波器，是利用电流结构特点，而由平均值原理得到与基波分量对应的直流量，有较快的动态具响应速度，三相平衡负载补偿时响应时间仅为１６对／
ｒｓｌｓｏｈｔｔｅａｔｖｉｅａｅｌ — ｉｎｆｉｉｎｌｏｅｕｔｈｗｓｔａｈｃｉｅｆｔｒｃｎｒａ・ｔｍｅａｄｅｆｃｅｔｃｍｐｕａｅｔｅｓｓｅｈｒｎｃｗａｅａｄｌ — ｙｅｓｔｈｙｔｍａｍｏｉｖｎ

基于瞬时无功理论的改进型谐波检测方法

能够安全运行，谐波控制在安全的范围内，将必须要了解电网中谐波次数及其含量，即必须进行谐波的实时检测，根据检测结果进行分析管理。并谐波检测是谐波问题的一个重要分支，它是谐波问题研究的主要依据，是研究分析谐波问题的也
上突破了传统的以平均值为基础的功率定义，系统地定义了瞬时有功、时无功等瞬时功率量。瞬瞬时无功功率理论经过不断的改进，括ｄ—ｑ包法、ｑ法和ｉ一法。以ｉ一ｉ法为代表的Ｐ—
瞬时无功功率理论现电路简单，延迟少，具有很
好的实时性。但该方法在实际应用时也存在计算量大、量变换复杂等问题。本文以简化ｉ。矢一ｉ法中的滤波环节为目的，对传统的电流平均值法
进行改进，研究了一种改进的谐波检测方法。
Ａｂｔａｔｓｒｃ：Ａｅｏｍａｉｅｃｒｅｔａｅａｅｍｅｈｄｗａｒｓｎｅｗｉｈｃｕｄｂｐｌｄｔａｏｉｅｅｔｎｒｆｒｔｕｒｎｖｒｇｔｏｓｐｅｅｔｄ，ｈｃｏｌｅａｐｉｏｈｒｎｃｄｔｃｉｖｅｍｏｉｓｍｍｅｒｃｌｔｒｅｐａｅｃｒｕｔｂｓｄｏｎｔｎａｅｕｅｃｉｅｐｗｒｔｅｒ．ａｅｎＭａｌｂ，ｈｅｏｍａｉｅｎａｙｔａｈｅ — ｈｓｉｃｉａｅｎｉｓａｔｎｏｓｒａｔｏｅｈｏｙＢｓｄｏｔｉｖａｔｅｒｆｒｔｖｈｒｏｉｅｅｔｇｍｅｈｄｗｓｓｍｕａｅｎｔｄｅ．Ｔｅｒｆｒｔｅｍｅｈｄｃｎｕｒｄｔｅｌｃｌａｉｎｔａｈａｍｎｃｄｔｃｉｔｏａｉｌｔｄａｄｓｕｉｄｎｈｅｏｍａｉｔｏｏｑｅｅｈｏａｉｔｈｔｔｅｖｚｏｔａｉｏａｕｒｎｖｒｇｔｏｏｌｎｙｂｓｄｉｙｒｄｔｎｌｃｒｅｔｅａｅｍｅｈｄｃｕｄｏｌｅｕｅｎｓｍｍｅｒａｈｅ — ｈｓｉｕｔｎａｄｔｎｈｔｏｉａｔｉｌｔｒｅｐａｅｃｒｉ．Ｉｄｉｏ，ｔｅｍｅｈｄｃｃｉｃｕｄｂａｉｍｐｅｎｅｉｉｈｐｅｉｉｎａｄｓｒｎｒｃｉａｉｔ．ｏｌｅｅｓｌｉｌｍｅｔｄｗｔｈｇｒｃｓｏｎｔｇｐａｔｂｌｙｙｈｏｃｉ

改进型谐波电流检测的仿真研究

ＬｉＷｅｙｉｎｌＷａｇａｎＹｎｌＷａｇＣｈｕｎ２ｎａｙｕ
，
（１ＳｈｏｆＥｌｃｒｃＰｏｒｎｅｏｏｉｅｓｔ．ｃｏｌｏｅｔｉｗｅ，ＩｎｒＭｎｇｌＵｎｖｒｉｏｆＴｃｏｏｙＨｏｈｏ０８ｙｅｈｎｌｇｈｔ０１００；
，
ｓｔｍ，ｏｉｔｄｐｓｏｋｅｏｐｄｅｔａｆｃｈｒｏｉｕｒｎｅｅｔｏｙｓｅｍｔｅｈａｅｌｃｄｌｏｏｓｎｏｆｅｔｔｅｈａｍｎｃｃｒｅｔｄｔｃｉｎ
Ｋｅｒ：ｈｒｙｗｏｄｓａｍｏｎｃｈｒｏｉｅｅｔｎ；ｓｍｕａｉｎ：ｐａｅ１ｃｄｌｏｉ；ａｍｎｃｄｔｃｉｏｉｌｔｏｈｓ．ｏｋｅｐｏ
．
引言
有源电力滤波器（Ｐ）是一种向电网注入与电ＡＦ
其反变换都是为了求得无功功率值，这在谐波检测中并不需要【。统的ｐ变换法和ｉｉ引传ｑｑ．变换法都需要锁相环（ＬＰＬ）获取同步旋转角，不可避免地带来
ｃｍｐｎａｉｓａｋｙｔｃｎｏｇ．Ｉｉｓｄｏｈｒｎｉｅｏｒｏｃｄｔｃｉｏｅｓｔｏｎｉｅｅｈｏｌｙｐ—ｑｂａｅｎｔｅｐｉｃｐｌｆｈａｍｎｉｅｅｔｏｎａｃｄｉｇｔｃｏｒｎｏａ
２．ｎｓｉｕｅｏｆｃｉｅｔｒｓｇｎｓａｃＩｔｔｔＡｒｈｔｃｕｅＤｅｉｎａｄＲｅｅｒｈ

电网谐波电流检测方法综述_帅定新

最早的谐波检测是采用模拟滤波器实现的 , 该检测方法的优点是电路结构简单 , 造价低 , 输出阻抗低 , 品质因素易于控制。其缺点有 :1)滤波器的中心频率对元件参数十分敏感 , 受外界环境影响较大 , 难以获得理想的幅频和相频特性 ;2)当电网频率发生波动时 , 不仅影响检测精度 , 而且检测出的谐波电流中含有较多的基波分量 ;3)要求有源补偿器的容量大 , 运行损耗也大 ;4)只能区分负
帅定新 , 等 :电网谐波电流检测方法综述
电气传动 2008 年第 38 卷第 8 期
与运算 , 畸变电压的谐波成分在运算中不出现 , 因而它在电源电压畸变情况下也能准确检测出谐波电流 , 而 p-q 法在这种情况下则误差较大。
图 1 i p-i q 谐波检测框图 Fig .1 T he s tru ct ure of i p-i q met hod
作者简介 :帅定新(1979-), 男 , 博士研究生 , Em ail :shuaidingxin @sohu .com
17
电气传动 2008 年第 38 卷第 8 期
载电流中不同的频率分量 , 无法将基波有功和无功电流相分离。目前己较少采用。 2 .2 基于 Fryze 传统功率定义的谐波电流检测
方法[ 3] 该方法的基本原理是将负载电流分解为两个正交分量 :一个是与电网电压波形完全一致的电流分量 , 称为有功电流分量 ;另一个分量为负载电流与有功电流的差值 , 包含基波无功和谐波 , 称为广义无功电流分量。该方法的主要缺点是必须计算负载的有功功率和电网电压的有效值 , 这需要对电网电压和负载电流的乘积以及电网电压信号的平方进行积分运算 , 再加上其它运算电路所需的计算时间 , 用该方法计算出广义无功电流瞬时值至少有一个周期以上的时间延迟 , 故不适用于频繁变化负载的补偿。而且 , 这种方法仅仅区分有功电流和广义无功电流 , 却无法将基波无功和谐波电流从基波电流中分离出来 , 因此这种方法只能适用于全补偿的场合 , 对于需要将基波无功电流和谐波电流分别补偿的情况 , 该方法无法应用。文献[ 4] 以 F ry ze 非正弦单相系统下的功率定义为指导思想 , 将其进行扩展 , 得到三相系统的非正弦周期电流的时域分解方法 , 同时提出动态平均功率和电压有效值的计算方法 , 消除了一般意义上的一个周期的延时。 2 .3 基于瞬时无功功率理论的谐波检测法三相电路瞬时无功功率理论首先由日本学者 H .A kagi(赤木泰文)于 1983 年提出 , 最初以瞬时实功率 p 和虚功率 q 的定义为基础即 p-q 理论 , 后又补充定义了瞬时有功电流和瞬时无功电流等物理量 , 瞬时无功功率理论逐渐完善。目前在有源电力滤波器中 , 基于该理论的谐波检测法应用最多[ 1] 。 2 .3 .1 基于 abc-αβ0 静止参考坐标变换的谐波

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