基于瞬时无功功率理论的谐波和无功电流检测-ag体育

By admin in 科技 on 2020年10月17日

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ag体育_第一章20世纪80年代以后,电力电子技术迅速发展。各种变频器、转换器、开关电源和电抗器的应用正在迅速增加。由此产生的谐波污染越来越严重,导致电力系统电压和电流严重畸变。影响仪器仪表的长期运行,减少电力设备的损耗,严重威胁电力系统的安全运行。

目前,谐波污染已经成为电力系统中严重的公害之一,解决电力系统中的谐波问题迫在眉睫。电力系统中的谐波问题涉及面很广,包括谐波检测、谐波分析、谐波源分析、谐波潮流计算、谐波感应、谐波标准等。谐波检测是谐波问题最重要的分支之一,是解决其他谐波问题的基础。由于电力系统谐波不受随机性、生成性和非平稳性的影响,不易准确检测。

随着电力电子器件的广泛应用,谐波和力阻问题成为研究的热点。1983年,日本学者赤木文泰明确提出了三相电路的瞬时无功功率理论,也称pq理论,明确提出了三相电路谐波和力电阻检测的新方法。2基于ip-iq的三相瞬时无功功率理论为了解决pq理论在检测中不受电压质量影响的缺陷,pq理论得到了极大的发展和完善,构成了基于ip-iq的三相瞬时无功功率理论。

该理论的核心思想是通过带零序分量的Park变换,从符合ia ib ic=0的三相电流中获取ip和iq。即可以看出,电流检测只与A相电压的电角度t有关,电压波的畸变对检测结果没有影响。

C32是三相到两相的坐标变换矩阵。Cpq是旋转坐标变换矩阵。三相电流为平面时,检测到的电流为:其中k为整数和角频率,Ikm和k为各电流的幅值和初始相位。

将公式(2)代入公式(1)得到如下公式:当k=l,7,13时,取上符号;当k=5、11和17时移除符号。如果将公式(3)中的交流分量滤除,从公式(4)可以看出,不应该与传统意义上的基波分量的军用电源电流和力阻电流相比较。

因为ip和iq可以通过LPF分离得到DC分量,所以基本分量iaf、ibf和icf可以同时通过逆变换得到,其中C23是两相到三相的坐标变换矩阵。再者,谐波电流iah、ibh、ich可以得出如下结论:对谐波电流iah、ibh、ich的进一步分析可以得出三相交流电中不包含古书谐波的具体情况,从而实现古书谐波的动态检测和有针对性的滤波控制。

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如果只通过公式(1)反变换iq,则力阻电流分量的瞬时值iaq、ibq、icq可以得到如下:三相交流电中的瞬时力阻电流可以通过公式(7)进行无延时分离,实际上可以根据电流值设计控制系统来构造慢力阻补偿。由此可见,三相电路瞬时无功功率理论的提出是很明确的,为慢检测力阻电流和高次谐波电流提供了理论依据。

基于无功功率理论的三相瞬时无功功率理论提出后,由于其检测电流的实时性,被迅速用于电力系统谐波和阻性电流的检测。随着这一理论的进一步发展,出现了各种检测方法。

代表性的有:P-Q检测法和ip-iq检测法。我们来讨论一下pq的检测方法:这种方法根据定义计算pg。

电压波不失真(即为标准正弦波)时,电流中包含的力阻分量为人和自然波分量:公式中,K为整数响应谐波数,为角频率;Ikm和k是每个电流的幅度和初始相位。将等式(8)转换为
检测方法具体如下:首先将采样得到的三相电压、电流值ua、ub、uc用ia、ib、ic变换得到U、U、I、I;然后,通过定义得到p和q;通过低通滤波器获取p和q中的直流分量p和q;三相电流中的基波电流分量iaf、ibf、icf是通过P、q的逆变换得到的,用三相电流ia、ib、ic乘以基波电流分量iaf、ibf、icf,得到中国古代谐波分量iah、ibh、ich。在电网电压没有畸变的情况下,从上面的推断可以看出基波电流分量iaf、ibf、icf的检测是准确的,所以中国古代谐波分量iah、ibh、ich的检测值也是准确的。

接下来,我们将讨论电网电压失真时的检测。此外,电网电压设置如下:从上面的公式可以看出,DC分量P和Q不仅包含基波军事功率(无功功率),还包含中国古代谐波产生的军事功率(无功功率)。所以用这个公式计算的三相电流中的基波电流分量iaf、ibf、icf必然是没有误差的,所以检测到的中国古代谐波分量iah、ibht、ich也必然是有频繁误差的。

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这也是后p-q检测算法的缺点。为了检测谐波电流和强制电阻电流的和电流,以便开发综合补偿,可以使用图2中的检测框图。

在这个检测框图中,只有P经过低通滤波,而Q没有经过滤波。三相电流中的基波电流分量iaf、ibf、icf是通过P、Q的逆变换得到的,只有基波军用电流分量包含在iaf、ibf、icf中。

三相电流ia、ib和ic乘以基波电流分量,iaf、ibf和icf得到古谐波和力阻电流的和电流iah q、ibh q和ich q。结论谐波电流和力阻电流的准确动态检测是感应谐波和力阻补偿的关键。根据瞬时无功功率理论,检测三相谐波电流。

证明了基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法的可行性和有效性,获得了准确、动态的谐波和力阻分量,用于感应谐波和力阻补偿。。

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