摘 要:分析了有源滤波器(APF)基于旋转坐标系下进行坐标变换的谐波检测方法。该方法在电网电压畸变情况下能很好地检测和补偿电网中的谐波电流和无功电流。应用于三相三线制电路时,该方法可以计算任意次谐波电流的瞬时值。仿真与实验均验证了所提出的谐波检测方法的有效性,基于旋转坐标系下进行坐标变换的谐波检测方法的有源电力滤波器具有良好的工作性能。
1 引言
有源滤波器是治理电力系统谐波污染的有效手段之一,其基本原理是向电网中注入一个与负载谐波电流大小相等、方向相反的补偿电流,从而消除负载谐波电流对电网的污染。有源滤波器能够有效地补偿电网中谐波的必要条件之一就是谐波电流的准确提取。迄今为止,已有多种谐波检测方法被提出。如:基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法、基于FFT(Fast FourierTransformation)的谐波电流检测方法、基于小波变换的谐波检测方法、基于ip-iq 变换的谐波检测方法、基于同步检测法的谐波检测方法以及基于人工神经元网络的谐波检测方法等。本文采用的基于旋转坐标系下进行投影变换的方法, 通过对电网电压和电流矢量在d -q 坐标系下进行投影变换, 实现谐波和无功电流的提取, 提高了谐波检测。该方法在电网电压畸变情况下仍能够很好地检测和补偿电网中的谐波电流和无功电流。
2 基于旋转坐标系下进行投影变换的谐波电流检测方法
2.1 理论分析
如图1,abc/dq 代表旋转坐标变换,LPF 为低通滤波器,PLL 为锁相环。输入为待检测三相电流ia 、ib、ic和电源电压ua、ub 、uc,输出三相电流中除了基波正序有功分量之外的全部电流分量ica*、icb*、icc* ,有学者称其为有害电流。该电流即为有源滤波器的补偿电流指令。谐波提取过程如下:电流信号经d-q 正变换、低通滤波器和d - q 反变换, 得到基波正序电压和正序电流分量, 补偿电流参考指令为负载电流与基波正序有功电流之差。
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