CN112217213A - 一种基于apf装置的谐振点实时计算方法 - Google Patents

一种基于apf装置的谐振点实时计算方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于APF装置的谐振点实时计算方法，包括以下步骤：APF发送2s不包含于电网中的谐波电流信号，同时采集对应谐波电压信号，检测并记录电压与电流信号间的相位差；重复上步，获取另一个谐波信号的电压与电流间的相位差；建立并联谐振电路中电阻值、电容值、电感值、上述步骤所得相位差和所发送谐波电流角频率的对应关系方程组，将2个方程作比后化简求解得到LC的乘积值，进而求得并联谐振电路的谐振频率。本发明根据APF发送的谐波信号的电压、电流相位差数据实现对并联谐振电路谐振频率的计算，计算量小、准确率高，实现对APF后的电路的谐振频率的实时检测，避免APF在工作时发送的谐波信号造成电路谐振的情况发生，具有很强的工程实用性。

Description

一种基于APF装置的谐振点实时计算方法
技术领域
本发明涉及谐振点计算技术领域，尤其涉及一种基于APF装置的谐振点实时计算方法。
背景技术
随着节能产业的蓬勃发展，各类基于电力电子技术的节能装置被广泛应用于电网设备中，随之而来是电网中越来越多的非线性负荷带来的谐波污染，损害电网设备。谐波治理装置一般被安装在产生谐波的用户侧，目前常用的装置分为静止型无功动态补偿装置(SVC)、无源电力滤波装置(PF/FC)和有源电力滤波装置(APF)三种，其中有源滤波器APF的结构简单，补偿特性不受电网阻抗的影响，可以同时补偿多个谐波电流，因此应用最为广泛。
有源电力滤波装置的补偿频率若在用户侧负载谐振频率附近，则会使得电网电压出现畸变，在用户侧和电网产生很大的谐振电流，对设备造成损害。所以APF在工作之前应首先对用户侧负载的谐振点进行检测，但现有的谐振点计算方法仅能得到谐振点频率范围值，而且需要发送并采集大量的谐波数据，一定程度上约束了APF装置的工作性能，因此深入研究谐振点的计算方法具有重要的现实意义。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足和缺陷，提供了一种基于APF装置的谐振点实时计算方法，实现对APF装置后的电路的谐振频率的实时检测判断，避免APF装置在工作时发送的谐波信号造成电路谐振的情况发生。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种基于APF装置的谐振点实时计算方法，包括以下步骤：
步骤1：APF装置发送2s不包含于电网中的谐波电流信号，同时采集对应的谐波电压信号，检测并记录电压与电流信号之间的相位差；
步骤2：重复步骤1，获取另一个谐波信号的电压与电流间的相位差；
步骤3：建立并联谐振电路中电阻值、电容值、电感值、上述步骤所得相位差和所发送谐波电流角频率的对应关系方程组，将2个方程作比后化简求解得到LC的乘积值，进而求得并联谐振电路的谐振频率。
2.根据权利要求1所述的一种基于APF装置的谐振点实时计算方法，其特征在于，所述步骤2、3中电流信号的谐波次数小于等于50次。
3.根据权利要求1所述的一种基于APF装置的谐振点实时计算方法，其特征在于，所述步骤3中建立的方程组为：
Figure BDA0002741221640000011
Figure BDA0002741221640000012
作比后进行化简求解，得
Figure BDA0002741221640000013
其中θ1、θ2分别为步骤1和步骤2中检测到的电压与电流间的相位差，ω1、ω2分别为步骤1和步骤2中所发送谐波电流信号的角频率，R为谐振回路的电阻值，L为谐振回路的电感值，C为谐振回路的电容值。
本发明的有益技术效果：根据APF装置发送的谐波信号的电压、电流相位差数据实现对并联谐振电路谐振频率的计算，方法计算量小、准确率高，实现对APF装置后的电路的谐振频率的实时检测判断，避免APF装置在工作时发送的谐波信号造成电路谐振的情况发生，具有很强的工程实用性。
附图说明
图1为本发明的总体流程图。
图2是本发明所述APF装置与电网和用户负载的连接关系图。
附图标号：1为APF装置要治理的用户负载的等效谐振电路连接结构，2为APF装置的安装位置，3为APF装置前的电网线路，31为变电站，32为线路阻抗。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定本发明。
实施例。
如图1所示，一种基于APF装置的谐振点实时计算方法，包括以下步骤：
步骤1：APF装置发送2s不包含于电网中的谐波电流信号，同时采集对应的谐波电压信号，检测并记录电压与电流信号之间的相位差；
相位差
Figure BDA0002741221640000021
其中ω为所发送谐波电流信号的角频率，R为谐振回路的电阻值，L为谐振回路的电感值，C为谐振回路的电容值。
步骤2：重复步骤1，获取另一个谐波信号的电压与电流间的相位差；
步骤3：建立并联谐振电路中电阻值、电容值、电感值、上述步骤所得相位差和所发送谐波电流角频率的对应关系方程组，将2个方程作比后化简求解得到LC的乘积值，进而求得并联谐振电路的谐振频率。
建立的方程组为：
Figure BDA0002741221640000022
Figure BDA0002741221640000023
其中θ1、θ2分别为步骤1和步骤2中检测到的电压与电流间的相位差，ω1、ω2分别为步骤1和步骤2中所发送谐波电流信号的角频率。
上下两式作比得
Figure BDA0002741221640000031
作比后进行化简求解，得
Figure BDA0002741221640000032
电路谐振频率
Figure BDA0002741221640000033
其中步骤2、3中电流信号的谐波次数小于等于50次，实施例中发送的两次谐波电流信号的谐波次数分别为16次与50次。
图2所示的并联谐振回路的谐振频率设定为1591Hz，本发明方法计算得到的谐振频率为1614Hz，计算结果与真实结果非常接近，证实了本发明方法计算值的准确度。
上述实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可做出各种变换和变化以得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应归入本发明的专利保护范围。

Claims (3)

1.一种基于APF装置的谐振点实时计算方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：APF装置发送2s不包含于电网中的谐波电流信号，同时采集对应的谐波电压信号，检测并记录电压与电流信号之间的相位差；
步骤2：重复步骤1，获取另一个谐波信号的电压与电流间的相位差；
步骤3：建立并联谐振电路中电阻值、电容值、电感值、上述步骤所得相位差和所发送谐波电流角频率的对应关系方程组，将2个方程作比后化简求解得到LC的乘积值，进而求得并联谐振电路的谐振频率。
2.根据权利要求1所述的一种基于APF装置的谐振点实时计算方法，其特征在于，所述步骤2、3中电流信号的谐波次数小于等于50次。
3.根据权利要求1所述的一种基于APF装置的谐振点实时计算方法，其特征在于，所述步骤3中建立的方程组为：
Figure FDA0002741221630000011
Figure FDA0002741221630000012
作比后进行化简求解，得
Figure FDA0002741221630000013
其中θ1、θ2分别为步骤1和步骤2中检测到的电压与电流间的相位差，ω1、ω2分别为步骤1和步骤2中所发送谐波电流信号的角频率，R为谐振回路的电阻值，L为谐振回路的电感值，C为谐振回路的电容值。
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