谐波和无功电流检测方法的改进
发布时间:2014/8/2 11:43:00谐波和无功电流检测方法的改进 Fluke 345福禄克电能质量钳型表
有源电力滤波器的工作性能,很大程度上取决于对谐波和无功电流高、实时的检测上。针对有源电力滤波器工程应用的需要,本文提出了对ip-iq方法在检测谐波和无功电流应用上的改进,不仅减少了计算量,还能直接应用于三相三线制、三相四线制和单相系统谐波和基波无功电流的检测。针对电网中谐波电流相对基波电流较小的特点,本文进一步提出了采用均值滤波器来改善ButterWorth滤波器特性的数字低通滤波器复合优化设计新方法,使其能更好的适应电网谐波和基波无功电流检测的需要,从而使整个检测系统可以同时获得良好的检测和令人满意的动态响应速度。
有源电力滤波器(ActivePowerFilter:APF)的工作性能,很大程度上取决于对谐波以及无功电流的高、实时检测。由于ip-iq算法具有实时性强,实现简单等特点,在很多方面都得到了成功的应用。但由于它是建立在三相电路的基础上,对单相电路的检测要进行必要的扩充之后才能应用,显得比较繁琐;另一方面,在用ip-iq算法检测瞬时谐波电流时,由于电压信号被转换为幅值为单位长度的标准正弦波,已经失去了幅值和相位的信息,因此瞬时有功功率p和瞬时无功功率q也就失去了原有的意义,其三相至两相的坐标变换及其反变换也就显得多余。
同时,由于在基于瞬时无功功率理论的谐波和无功电流的检测方法中,都要用到数字低通滤波器(Low-passFilter:LPF)。因此,低通滤波算法的性能直接决定着检测方法的性和动态跟踪速度,并最终影响APF的谐波补偿性能。但由于在实际应用中电网基波电流往往远大于各次谐波电流、基波突变以及各次谐波突变等各种电网特定情况对检测结果和LPF输出波形均存在一定的影响,因此单独使用的FIR滤波器或IIR滤波器都很难使其综合获得较好的稳态和动态响应速度。
2ip-iq谐波和无功电流检测方法的改进
为了使得改进后的检测方法能直接应用于单相系统和三相四线制系统,本文直接对单相电流进行检测。与传统的ip-iq算法一样,取与单相电压相位相同的单位正弦函数来代替单相电压。设单相瞬时电压和单相瞬时电流分别为