CN111624392B - 一种单相电路的基波电流检测方法、装置及设备 - Google Patents

一种单相电路的基波电流检测方法、装置及设备 Download PDF

Info

Publication number
CN111624392B
CN111624392B CN202010701600.6A CN202010701600A CN111624392B CN 111624392 B CN111624392 B CN 111624392B CN 202010701600 A CN202010701600 A CN 202010701600A CN 111624392 B CN111624392 B CN 111624392B
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
sin
link
cos
phase circuit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010701600.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111624392A (zh
Inventor
余亚东
李�杰
薛亚许
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Pingdingshan University
Original Assignee
Pingdingshan University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Pingdingshan University filed Critical Pingdingshan University
Priority to CN202010701600.6A priority Critical patent/CN111624392B/zh
Publication of CN111624392A publication Critical patent/CN111624392A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111624392B publication Critical patent/CN111624392B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0092—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof measuring current only
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics

Abstract

本发明公开了一种单相电路的基波电流检测方法、装置、设备及计算机可读存储介质。采集到单相负载电流依次通过计算环节1、计算环节2、计算环节3和计算环节4，并通过相位计算和幅值计算分别计算环节4输出信号的相位和幅值。在求得环节4输出信号的相位和幅值后，通过基波生成环节，求取单相负载电流的基波电流。本发明所提出的分离方法具有不依赖锁相电路、无需进行旋转变换和电网电压信号、并能快速准确地分离出单相负载电流的基波电流的优点。

Description

一种单相电路的基波电流检测方法、装置及设备
技术领域
本发明涉及电力系统，特别是涉及一种单相电路的基波电流检测方法、装置、设备及计算机可读存储介质。
背景技术
随着大量的非线性电力电子设备的投入应用，电网中的谐波含量不断地增加，造成了不少的经济损失和安全事故。因此，谐波污染也逐步成为了亟待解决的重要问题之一，谐波的治理对于保证良好的电能质量有着重大的意义。而基波电流提取技术是确保各类电力系统补偿设备具有良好性能的关键环节之一。如果将在三相系统中广泛使用的基于瞬时功率理论的电流谐波检测方法应用到单相电路中，往往需要虚构一个与电网电流或负载电流相正交的电气量。另外，当在非理想电网电压条件时，可能会因锁相环的输出相位振荡而导致虚构的正交量不准确。此外，基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法的精度和实时性与低通滤波器的阶数和截止频率存在密切关系，即使精心设计滤波器的阶数和截止频率，也很难完全抑制谐波中的高频交流分量对检测结果的影响。本发明提供无需采集电网电压信号、进行信号旋转变化和滤波器参数设计的单相电路的基波电流检测方法，来实现对单相负载电流的基波电流进行检测，是本领域技术人员需要解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种单相电路的基波电流检测方法、装置、设备及计算机可读存储介质，用于快速有效地实现单相负载电流的基波电流检测。
为解决上述技术问题，本发明提供一种单相电路的基波电流检测方法，包括：
步骤1：利用单相负载电流iL构造行向量[0 iL]，通过滞后环节得到与行向量[0iL]滞后10毫秒的信号[iL1α iL1β]；
步骤2：利用d1＝iL1αcos(-π/2)+iL1βsin(-π/2)和q1＝-iL1αsin(-π/2)+iL1βcos(-π/2)分别计算出计算环节1的中间输出量d1和q1；
步骤3：利用[s1α s1β]＝0.5([iL1α iL1β]-[d1 q1])计算出计算环节1的输出量s1α和s1β；
步骤4：构造与行向量[s1α s1β]滞后5毫秒的信号[iL2α iL2β]；
步骤5：利用d2＝iL2αcos(-π/4)+iL2βsin(-π/4)和q2＝-iL2αsin(-π/4)+iL2βcos(-π/4)分别计算出计算环节2的中间输出量d2和q2；
步骤6：利用[s2α s2β]＝0.5([iL2α iL2β]-[d2 q2])计算出计算环节2的输出量s2α和s2β；
步骤7：构造与行向量[s2α s2β]滞后2.5毫秒的信号[iL3α iL3β]；
步骤8：利用d3＝iL3αcos(-π/8)+iL3βsin(-π/8)和q3＝-iL3αsin(-π/8)+iL3βcos(-π/8)分别计算出计算环节3的中间输出量d3和q3；
步骤9：利用[s3α s3β]＝0.5([iL3α iL3β]-[d3 q3])计算出计算环节3的输出量s3α和s3β；
步骤10：构造与行向量[s3α s3β]滞后1.25毫秒的信号[iL4α iL4β]；
步骤11：利用d4＝iL4αcos(-π/16)+iL4βsin(-π/16)和q4＝-iL4αsin(-π/16)+iL4βcos(-π/16)分别计算出计算环节4的中间输出量d4和q4；
步骤12：利用[s4α s4β]＝0.5([iL4α iL4β]-[d4 q4])计算出计算环节4的输出量s4α和s4β；
步骤13：利用arctan(s4β/s4α)和
Figure BDA0002592802200000021
计算出s4α和s4β的相位差θ及幅值I1m；
步骤14：利用i1＝I1msin(θ)求取单相电路负载的基波电流。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种单相电路的基波电流检测装置，包括：
采集单元：用于获取所述单相负载电流；
延时单元：用于对所述构造的行向量进行延时；
计算单元：利用采集单元获取的所述单相负载电流、所述单延时单元构造的信号进行运算，得到单相负载电流的基波电流。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种适用于一种单相电路的基波电流检测设备，包括：
存储器：用于存储指令，所述指令包括权利要求1所述适用于单相电路的基波电流检测方法的步骤；
处理器：用于执行所述指令。
为解决上述技术问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现所述适用于一种单相电路的基波电流检测方法的步骤。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是基于瞬时功率的单相谐波电流检测原理图
图2是所述单相电路的基波电流检测方法原理图
图3是采用本检测方法检测出的单相负载电流的基波电流波形
具体实施方式
本发明的核心是提供一种单相电路的基波电流检测方法、装置、设备及计算机可读存储介质，下面将结合附图2对本发明作进一步详细描述。
步骤1：通过电流采样电路采集负载电流iL；
步骤2：根据设置好的ADC模块采样频率，采用先进先出的方式并结合数组间数据的传递特性，分别得到行向量[0 iL]滞后10毫秒的信号[iL1α iL1β]。具体实现过程如下：
假设第k次的电流采样值是iL(k)，电路的采样频率为20k，则iL1α和iL1β的表达式为：
iL1α＝0，iL1β＝iL(k-200)；
步骤3：通过下式
d1(k)＝iL1α(k)cos(-π/2)+iL1β(k)sin(-π/2)、q1(k)＝-iL1α(k)sin(-π/2)+iL1β(k)cos(-π/2)分别计算出计算环节1在k时刻中间输出量d1(k)和q1(k)；
步骤4：通过下式
[s1α(k) s1β(k)]＝0.5([iL1α(k) iL1β(k)]-[d1(k) q1(k)])计算出计算环节1的输出量s1α(k)和s1β(k)；
步骤5：同样采用先进先出的方式并结合数组间数据的传递特性，分别得到行向量[s1α(k) s1β(k)]滞后5毫秒的信号[iL2α(k) iL2β(k)]。具体实现过程为：
iL2α(k)＝s1α(k-100)，iL2β(k)＝s1β(k-100)；
步骤6：利用下式
d2(k)＝iL2α(k)cos(-π/4)+iL2β(k)sin(-π/4)和q2(k)＝-iL2α(k)sin(-π/4)+iL2β(k)cos(-π/4)
分别计算出计算环节2的中间输出量d2(k)和q2(k)；
步骤7：利用下式
[s2α(k) s2β(k)]＝0.5([iL2α(k) iL2β(k)]-[d2(k) q2(k)])计算出计算环节2的输出量s2α(k)和s2β(k)；
步骤8：同样采用先进先出的方式并结合数组间数据的传递特性，分别得到行向量[s2α(k) s2β(k)]滞后2.5毫秒的信号[iL3α(k) iL3β(k)]。具体实现过程如下：
iL3α(k)＝s2α(k-50)，iL3β(k)＝s2β(k-50)；
步骤9：利用下式
d3(k)＝iL3α(k)cos(-π/8)+iL3β(k)sin(-π/8)和q3(k)＝-iL3α(k)sin(-π/8)+iL3β(k)cos(-π/8)
分别计算出计算环节3的中间输出量d3(k)和q3(k)；
步骤10：利用下式
[s3α(k) s3β(k)]＝0.5([iL3α(k) iL3β(k)]-[d3(k) q3(k)])计算出计算环节3的输出量s3α(k)和s3β(k)；
步骤11：同样采用先进先出的方式并结合数组间数据的传递特性，分别得到行向量[s3α s3β]滞后2.5毫秒的信号[iL4α iL4β]，具体过程如下：
iL4α(k)＝s3α(k-25)，iL4β(k)＝s3β(k-25)；
步骤12：利用下式
d4(k)＝iL4α(k)cos(-π/16)+iL4β(k)sin(-π/16)和q4(k)＝-iL4α(k)sin(-π/16)+iL4β(k)cos(-π/16)分别计算出计算环节4的中间输出量d4(k)和q4(k)；
步骤13：利用下式
[s4α(k) s4β(k)]＝0.5([iL4α(k) iL4β(k)]-[d4(k) q4(k)])计算出计算环节4的输出量s4α(k)和s4β(k)；
步骤14：利用arctan(s4β(k)/s4α(k))和
Figure BDA0002592802200000051
计算出当前时刻s4α(k)和s4β(k)的相位差θ(k)及幅值I1m(k)；
步骤15：利用i(k)＝I1m(k)sin(θ(k))求取单相电路负载的当前时刻基波电流。
以上对本发明所提供的一种单相电路的电流分离方法、装置、设备及计算机可读存储介质进行了详细介绍。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以对本发明进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。

Claims (3)

1.一种单相电路的基波电流检测方法，其特征在于以下步骤，包括：
步骤1：利用单相负载电流iL构造行向量[0 iL],通过滞后环节得到与行向量[0 iL]滞后10毫秒的信号[iL1α iL1β]；
步骤2：利用d1＝iL1αcos(-π/2)+iL1βsin(-π/2)和q1＝-iL1αsin(-π/2)+iL1βcos(-π/2)分别计算出计算环节1的中间输出量d1和q1；
步骤3：利用[s1α s1β]＝0.5([iL1α iL1β]-[d1 q1])计算出计算环节1的输出量s1α和s1β；
步骤4：构造与行向量[s1α s1β]滞后5毫秒的信号[iL2α iL2β]；
步骤5：利用d2＝iL2αcos(-π/4)+iL2βsin(-π/4)和q2＝-iL2αsin(-π/4)+iL2βcos(-π/4)分别计算出计算环节2的中间输出量d2和q2；
步骤6：利用[s2α s2β]＝0.5([iL2α iL2β]-[d2 q2])计算出计算环节2的输出量s2α和s2β；
步骤7：构造与行向量[s2α s2β]滞后2.5毫秒的信号[iL3α iL3β]；
步骤8：利用d3＝iL3αcos(-π/8)+iL3βsin(-π/8)和q3＝-iL3αsin(-π/8)+iL3βcos(-π/8)分别计算出计算环节3的中间输出量d3和q3；
步骤9：利用[s3α s3β]＝0.5([iL3α iL3β]-[d3 q3])计算出计算环节3的输出量s3α和s3β；
步骤10：构造与行向量[s3α s3β]滞后1.25毫秒的信号[iL4α iL4β]；
步骤11：利用d4＝iL4αcos(-π/16)+iL4βsin(-π/16)和q4＝-iL4αsin(-π/16)+iL4βcos(-π/16)分别计算出计算环节4的中间输出量d4和q4；
步骤12：利用[s4α s4β]＝0.5([iL4α iL4β]-[d4 q4])计算出计算环节4的输出量s4α和s4β；
步骤13：利用arctan(s4β/s4α)和
Figure FDA0003891912100000011
计算出s4α和s4β的相位差θ及幅值I1m；
步骤14：利用i1＝I1msin(θ)求取单相电路负载的基波电流。
2.一种适用于单相电路的基波电流检测设备，其特征在于，包括：
存储器：用于存储指令，所述指令包括权利要求1所述单相电路的基波电流检测方法的步骤；
处理器：用于执行所述指令。
3.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1所述一种单相电路的基波电流检测方法的步骤。
CN202010701600.6A 2020-07-20 2020-07-20 一种单相电路的基波电流检测方法、装置及设备 Active CN111624392B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010701600.6A CN111624392B (zh) 2020-07-20 2020-07-20 一种单相电路的基波电流检测方法、装置及设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010701600.6A CN111624392B (zh) 2020-07-20 2020-07-20 一种单相电路的基波电流检测方法、装置及设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111624392A CN111624392A (zh) 2020-09-04
CN111624392B true CN111624392B (zh) 2022-11-22

Family

ID=72271512

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010701600.6A Active CN111624392B (zh) 2020-07-20 2020-07-20 一种单相电路的基波电流检测方法、装置及设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111624392B (zh)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2112451A1 (en) * 1993-01-08 1994-07-09 Bernard Gershen Circuit analyzing system
JP2008141935A (ja) * 2006-11-29 2008-06-19 C & S Kokusai Kenkyusho:Kk 単相交流信号の基本波成分検出方法
CN101493482A (zh) * 2008-07-11 2009-07-29 深圳市盛弘电气有限公司 一种单相谐波电流检测方法
CN102818921A (zh) * 2012-07-13 2012-12-12 中冶南方工程技术有限公司 一种基于迭代傅里叶变换计算交流电流信号幅值和相位的方法
CN105337482A (zh) * 2015-12-02 2016-02-17 浙江昱能科技有限公司 单相并网逆变器输出电流谐波的抑制方法
CN105823921A (zh) * 2016-06-01 2016-08-03 山东建筑大学 一种基于瞬时空间电压矢量定向的补偿电流检测方法
CN107359605A (zh) * 2017-09-12 2017-11-17 东北电力大学 一种抑制模块化多电平换流器直流侧故障过电流方法
CN107677873A (zh) * 2017-08-01 2018-02-09 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种输电线路电流检测装置
CN110736869A (zh) * 2019-11-13 2020-01-31 平顶山学院 一种单相电路的电流分离方法、装置及设备

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11460488B2 (en) * 2017-08-14 2022-10-04 Koolbridge Solar, Inc. AC electrical power measurements
US9037429B2 (en) * 2011-06-06 2015-05-19 Siemens Industry, Inc. Methods and apparatus for measuring the fundamental frequency of a line signal

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2112451A1 (en) * 1993-01-08 1994-07-09 Bernard Gershen Circuit analyzing system
JP2008141935A (ja) * 2006-11-29 2008-06-19 C & S Kokusai Kenkyusho:Kk 単相交流信号の基本波成分検出方法
CN101493482A (zh) * 2008-07-11 2009-07-29 深圳市盛弘电气有限公司 一种单相谐波电流检测方法
CN102818921A (zh) * 2012-07-13 2012-12-12 中冶南方工程技术有限公司 一种基于迭代傅里叶变换计算交流电流信号幅值和相位的方法
CN105337482A (zh) * 2015-12-02 2016-02-17 浙江昱能科技有限公司 单相并网逆变器输出电流谐波的抑制方法
CN105823921A (zh) * 2016-06-01 2016-08-03 山东建筑大学 一种基于瞬时空间电压矢量定向的补偿电流检测方法
CN107677873A (zh) * 2017-08-01 2018-02-09 国网山东省电力公司电力科学研究院 一种输电线路电流检测装置
CN107359605A (zh) * 2017-09-12 2017-11-17 东北电力大学 一种抑制模块化多电平换流器直流侧故障过电流方法
CN110736869A (zh) * 2019-11-13 2020-01-31 平顶山学院 一种单相电路的电流分离方法、装置及设备

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于正序基波提取器的改进型单相谐波检测算法研究;毛远斌 等;《大功率变流技术》;20171231(第3期);第36-41、73页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN111624392A (zh) 2020-09-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8067932B2 (en) Advanced real-time grid monitoring system and method
CN101493482B (zh) 一种单相谐波电流检测方法
US11038512B2 (en) Phase-locking apparatus and phase-locking method
CN103472302B (zh) 用单相光伏并网逆变器检测电网电压相位的方法
CN107423261B (zh) 非理想微电网条件下基于ovpr的正负序分量的分离方法
US11159100B2 (en) Modified modulated wave acquisition method and model predictive control method for single-phase cascaded H-bridge rectifier
CN102095915B (zh) 一种采用多同步参考坐标系变换的电压信号检测装置
CN104833853A (zh) 一种频率自适应的滑窗dft谐波检测方法
CN103546149B (zh) 一种三相电力系统的锁相方法
CN109193793B (zh) 一种变流器免电压检测的并网控制系统和方法
CN111624392B (zh) 一种单相电路的基波电流检测方法、装置及设备
CN117439179A (zh) 一种基于双二阶广义积分器的并网变流器电网同步控制方法
CN110596455B (zh) 一种工频电参数提取方法、系统及计算机可读存储介质
CN107959406A (zh) 三相电压型pwm整流器的电网电压波形跟踪系统及方法
CN205643513U (zh) 一种准确检测三相不平衡输出频率的系统
CN106487039A (zh) 一种适用于畸变电网的锁相技术
CN108957130B (zh) 一种基于瞬时无功功率理论的电力系统谐波检测方法
CN110736869B (zh) 一种单相电路的电流分离方法、装置及设备
CN103592984A (zh) 三角形连接变流器电流瞬时序分量分解和重构方法
CN103176030A (zh) 配电系统的间谐波检测方法
Guo et al. Improved park inverse transform algorithm for positive and negative sequence separation of grid voltage under unbalanced grid conditions
CN109301834B (zh) 一种铁路功率调节器的指令信号提取方法
CN109742758A (zh) 一种基于Dyn11变压器的APF补偿方法
Li et al. Comparative Analysis of Dynamic Tracking Ability of Phase-Locked Loop in Case of Sudden Change of Power Grid Voltage
Jiang et al. Fast PLL Strategy for Grid Voltage Based on New Filtering Method

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant