一種基波正序有功電流的檢測方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種基波正序有功電流的檢測方法，屬于電能質量控制領域。
【背景技術】
[0002] 隨著電力電子技術的快速發展，在三相四線制配電網中，非線性沖擊性負載的使 用日益廣泛，使得電網電流中出現大量的諧波成分，特別是各相零序諧波電流以及負載的 不平衡引起的不平衡電流在中性線上的累計，對配電網的穩定運行造成嚴重影響。使用電 能質量控制裝置快速地對諧波、無功以及不平衡進行補償，對提高電力系統的穩定性具有 重要的現實意義。
[0003] 補償電流檢測作為電能質量控制裝置的重要部分，諧波、無功和不平衡電流的實 時檢測效果直接關系到整個裝置的補償性能。如何快速準確的從諧波分量、負序分量和零 序分量中檢測基波正序有功電流，成為電能質量控制領域的一個關鍵性問題。
[0004] 目前研宄和應用較多的指令電流檢測方法是基于瞬時無功功率理論的ip-iq法。 它在電網電壓對稱無畸變時，能實現對諧波和無功電流的準確檢測，但當電網電壓不平衡 或畸變時，它只能準確地檢測出基波正序電流，而測出的有功、無功電流則存在較大誤差。 在工程中，當電網的三相電壓不對稱或畸變時，電壓將包含負序分量和零序分量，即電網 電壓的相位與電壓基波正序分量的相位存在相位差，這個相位差會引起基波正序有功和無 功電流的檢測誤差。只有實時準確檢測基波正序電壓的初始相角，并以含有這個初始相角 信息的正余弦信號進行指令電流檢測才能得到精確結果。因此，如何準備檢測基波正序有 功電流，成了有關技術人員迫切需要解決的問題。
【發明內容】
[0005] 本發明的目的，在于提供一種基波正序有功電流的檢測方法，在三相系統電壓不 對稱或畸變時，能實時準確的檢測出基波正序有功電流。
[0006] 為了達成上述目的，本發明的解決方案是：
[0007] -種基波正序有功電流的檢測方法，用于電壓不對稱或者畸變的三相系統，包括 如下步驟：
[0008] 步驟一：采集到三相不對稱電壓值為Ua、Ub、U。，將三相不對稱電壓值用三相電壓向 量表示，并通過坐標變換得到ua、up;
[0009] 步驟二：將步驟一中得到的ua、ue通過矩陣計算得到up、uq，并通過低通濾波器得 到直流分量
[0010] 步驟三：將步驟二中得到的直流分量巧、巧分別與初相角/4的正余弦信號矩 陣相乘，并通過加減運算最終把包含電壓基波負序分量去除；
[0011] 步驟四：利用三角函數的特性將31 /4相角的正余弦信號矩陣消除，得到電壓基波 正序分量uall;
[0012] 步驟五：得到的電壓基波正序分量uall后利用鎖相環和正余弦產生電路，為所述 系統提供與a相電壓基波正序同相位的正余弦信號，最后得出基波正序有功電流iha、ihb、 ihc0
[0013] 進一步的，所述步驟一中得到Ua、^的方法如下：
[0014] 三相不對稱電壓值ua、Ub、U。分別為：
【主權項】
1. 一種基波正序有功電流的檢測方法，用于電壓不對稱或者畸變的三相系統，包括如 下步驟： 步驟一：采集到三相不對稱電壓值為ua、ub、u。，將三相不對稱電壓值用三相電壓向量表 示，并通過坐標變換得到Ua、Up; 步驟二：將步驟一中得到的UpUfi通過矩陣計算得到up、u q，并通過低通濾波器得到直 流分量; 步驟三：將步驟二中得到的直流分量$、f分別與初相角/4的正余弦信號矩陣 相乘，并通過加減運算最終把包含電壓基波負序分量去除； 步驟四：利用三角函數的特性將/4相角的正余弦信號矩陣消除，得到電壓基波正序 分量Uall; 步驟五：得到的電壓基波正序分量Uall后利用鎖相環和正余弦產生電路，為所述系統 提供與a相電壓基波正序同相位的正余弦信號，最后得出基波正序有功電流iha、ihb、i h。。
2. 如權利要求1所述的一種基波正序有功電流的檢測方法，其特征在于：所述步驟一 中得到Ua、Up的方法如下： 三相不對稱電壓值Ua、Ub、U。分別為：
其中，Uln表示正序電壓有效值，U 2n表示負序電壓有效值，U %表示零序電壓有效值， 表示正序電壓初相角，約》表示負序電壓初相角，表示零序電壓初相角，《表示正序電 壓角頻率，n表示諧波次數，t表示時間； 對三相不對稱電壓值Ua、Ub、U。進行坐標變換：
3. 如權利要求2所述的一種基波正序有功電流的檢測方法，其特征在于：所述步驟二 中得到Up、Uq的方法如下：
4. 如權利要求3所述的一種基波正序有功電流的檢測方法，其特征在于：所述步驟三 中，將直流分量$、K分別與初相角/4的正余弦信號矩陣相乘得到U al、Ua2、Um、Up2， 如下：
將其中包含的電壓基波負序分量消除，其中，U11是基波正序有功電壓有效值，供n是基 波正序有功電壓初相角。
5. 如權利要求4所述的一種基波正序有功電流的檢測方法，其特征在于：所述步驟四 中得到電壓基波正分量Uall的方法如下：
6. 如權利要求5所述的一種基波正序有功電流的檢測方法，其特征在于：所述步驟四 中得出基波正序有功電流iha、i hb、ih。的公式如下：
初相角，0 = ;設三相電流為ila、ilb、L對三相電流進行C32變換及C變換，得到i p、，然 后經過低通濾波器后得到其直流分量^和^，然后再對/進行之前反變換，最后得出 基波正序有功電流iha、ihb、ihc。
【專利摘要】本發明公開一種基波正序有功電流的檢測方法，用于電壓不對稱或畸變的三相系統，包括如下步驟：步驟一：采集到三相不對稱電壓值，并通過坐標變換轉換到相互垂直的兩坐標上；步驟二：將步驟一中得到的通過矩陣計算后通過低通濾波器得到直流分量；步驟三：將步驟二中得到的直流分量分別與初相角π/4的正余弦信號矩陣相乘，并通過加減運算最終把包含電壓基波負序分量去除；步驟四：利用三角函數的特性將π/4相角的正余弦信號矩陣消除，得到電壓基波正序分量；步驟五：得到的電壓基波正序分量Ua11后利用鎖相環和正余弦產生電路，為所述系統提供與a相電壓基波正序同相位的正余弦信號，最終獲得基波正序有功電流值。該檢測方法能實時準確的檢測出基波正序有功電流。
【IPC分類】G01R19-06
【公開號】CN104820129
【申請號】CN201510122363
【發明人】王海燕, 王祥勝, 夏波涌, 童悍操
【申請人】江蘇灃舜芯科技有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年3月19日