CN108120863A - 一种新型fbd谐波电流检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种新型FBD谐波电流检测方法，其特征在于该方法利用瞬时对称分量法和同步基准变换法对三相电压进行变换，得到与基波正序电压同相位的基准电压信号来代替锁相环提取的电压正余弦量，计算出准确的三相瞬时正序有功等效电导，提取基波正序有功电流，最终获取精准的谐波电流。本发明的新型方法，提取的各相基波正序有功电流畸变率很低，远小于传统FBD法提取的基波正序有功电流畸变率。由于本发明的方法用基准电压信号代替锁相环，能够避免基波正序电流的相位和幅值所造成的较大误差。本发明的方法适用于三相不对称系统，算法简单易于实现。

Description

一种新型FBD谐波电流检测方法
技术领域
本发明属于谐波电流检测领域，尤其涉及一种改进的无锁相环 FBD 谐波电流检测方法。
背景技术
随着非线性负载的广泛使用，电网的谐波污染越来越严重。由谐波引起的各种故障和事故时有发生，造成巨大的损失。目前抑制电网谐波的主要装置是有源电力滤波器，而影响其滤波效果的关键问题在于能否实时精准地检测出谐波电流。
目前，电网的谐波电流检测方法主要分为频域法和时域法两大类。频域检测方法主要有快速傅里叶变换法、离散傅里叶变换法等，其检测精度较高，易实现，但计算量大，实时性较差。时域检测主要有基于瞬时无功功率理论、p-q-r 功率理论、FBD( FryzeBuchhholz Dpenbrock) 功率理论等的检测方法。其中 FBD 功率理论主要是通过计算等效电导的方法来分解电流，计算量较小，实时性较高，已广泛应用在电气化铁路供电系统和其他任意相供电系统的谐波电流检测中。但在电网电压出现不对称或者电流畸变的情况下，传统 FBD 法中锁相环( Phase-Locked-Loop，PLL) 模块检测到的某相电压相位并非是基波正序电压相位，因此无法精准地测得基波正序有功电流，最终获取的谐波电流不准确从而影响滤波效果。为克服传统 FBD 法中锁相环引起的误差，有的学者利用预设正余弦信号对两路线电压进行处理，得到与基波正序电压同频同相的三相参考电压信号，通过基波正序电压提取环节来替代锁相环电路。该方法多次利用变换矩阵以及低通滤波电路，计算量大且低通滤波器( LPF)的参数设置会直接影响检测的动态性能。
发明内容
本发明就是针对上述问题，提供了一种新型FBD谐波电流检测方法，该方法利用瞬时对称分量法和同步基准变换法对三相电压进行变换，得到与基波正序电压同相位的基准电压信号来代替锁相环提取的电压正余弦量，计算出准确的三相瞬时正序有功等效电导，提取基波正序有功电流，最终获取精准的谐波电流。
本发明采用的技术方案是，一种新型FBD谐波电流检测方法，包括基波信号提取模块、低通滤波器、无锁相环 FBD 检测法。
所述基波信号提取模块利用瞬时对称分量法对三相电压进行变换得到瞬时正序电压，再通过同步基准变换矩阵 C32计算出与基波正序电压同相位的基准电压信号。
所述的低通滤波器，作用就是允许低频信号通过，而阻止或削弱高频信号，是一种使有用频率信号通过而抑制无用频率信号的电子装置。
所述的无锁相环 FBD 检测法，把实际电路中的各相负载等效为串联在各相的等值电导元件，认为电路中的所有功率都被等效电导所消耗，没有其他能量损耗，再通过等效电导来分解电流得到谐波电流。用基准电压信号来代替传统FBD 法中锁相环得到的电压正余弦量。
本发明的有益效果是：本发明的新型FBD谐波电流检测方法，提取的各相基波正序有功电流畸变率很低，远小于传统FBD 法提取的基波正序有功电流畸变率。由于本发明的方法用基准电压信号代替锁相环，能够避免基波正序电流的相位和幅值所造成的较大误差。本发明的方法适用于三相不对称系统，算法简单易于实现。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。本发明保护范围不仅局限于以下内容的表述。
图 1 是本发明电路原理框图。
具体实施方式
如图所示，本发明的新型FBD谐波电流检测方法，包括基波信号提取模块、低通滤波器、无锁相环 FBD 检测法。
所述基波信号提取模块利用瞬时对称分量法对三相电压进行变换得到瞬时正序电压，再通过同步基准变换矩阵C32计算出与基波正序电压同相位的基准电压信号。其中变换矩阵为。
所述的低通滤波器，作用就是允许低频信号通过，而阻止或削弱高频信号，是一种使有用频率信号通过而抑制无用频率信号的电子装置。本发明中，低通滤波器对三相瞬时正序有功等效电导进行滤波处理，得到基波对应的直流等效电导。
所述的无锁相环 FBD 检测法，把实际电路中的各相负载等效为串联在各相的等值电导元件，认为电路中的所有功率都被等效电导所消耗，没有其他能量损耗，再通过等效电导来分解电流得到谐波电流。其瞬时功率和等效电导利用三相电压直接得到，用基准电压信号来代替传统FBD 法中锁相环得到的电压正余弦量。
以上关于本发明的具体描述，没有局限性，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种新型FBD谐波电流检测方法，其特征在于：该方法利用瞬时对称分量法和同步基准变换法对三相电压进行变换，得到与基波正序电压同相位的基准电压信号来代替锁相环提取的电压正余弦量，计算出准确的三相瞬时正序有功等效电导，提取基波正序有功电流，最终获取精准的谐波电流。
2.根据权利要求 1所述的新型FBD谐波电流检测方法，其特征在于，所述基波信号提取模块利用瞬时对称分量法对三相电压进行变换得到瞬时正序电压，再通过同步基准变换矩阵 C32计算出与基波正序电压同相位的基准电压信号。
3.根据权利要求 1所述的新型FBD谐波电流检测方法，其特征在于，所述的低通滤波器，作用就是允许低频信号通过，而阻止或削弱高频信号，是一种使有用频率信号通过而抑制无用频率信号的电子装置。
4.根据权利要求 1所述的新型FBD谐波电流检测方法，其特征在于，所述的无锁相环FBD 检测法，把实际电路中的各相负载等效为串联在各相的等值电导元件，认为电路中的所有功率都被等效电导所消耗，没有其他能量损耗，再通过等效电导来分解电流得到谐波电流；用基准电压信号来代替传统FBD 法中锁相环得到的电压正余弦量。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108879765A (zh) * 2018-07-02 2018-11-23 太原理工大学 防止微电网交流母线电流畸变的双向功率变换器控制方法
CN110907686A (zh) * 2019-09-16 2020-03-24 国网河南省电力公司郑州供电公司 基于fbd法的分布式光伏并网系统谐波检测方法

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