[发明专利]基于有效值的APF谐波检测方法及其直流侧电压的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及基于有效值的APF的谐波检测方法及其直流侧电压的控制方法，属于电力检测技术领域。

背景技术

随着电力电子装置等大量的非线性负载在各个领域的广泛地应用，使得谐波对电网的污染越来严重，严重影响了电网的安全稳定运行；而现代信息社会对电能质量又提出了更高的要求，因此如何提高电能质量已经成为电力行业目前最迫切需要解决的问题。APF（即有源电力滤波器）被公认为是一种动态抑制谐波和无功功率的新型电力电子装置，而谐波电流的检测是APF的动态补偿的关键技术之一。目前，谐波检测方法主要有基于瞬时无功理论谐波检测，基于傅里叶变换快速FFT检测，基于神经网络的谐波检测，基于小波变换的谐波检测等。

运用最成熟和广泛的是基于瞬时无功理论的谐波检测方法，该方法能实时分离有功电流和无功电流，检测不受电网电压畸变的影响，不受系统参数的影响，有一定的优势。但是该方法需要大量的坐标变换，需要设计高性能的低通滤波器，使得系统在精确性和稳定性上存在矛盾，另外现有的检测方法需要进行三相静止到两相静止，两相静止到两相旋转的坐标变换，所以在运用到单相系统中时，需要用单相的电流信号按照三相电流信号互差120度的特征进行构造，构造出虚拟的三相电流信号，然后按照坐标变换矩阵进行坐标变换，所以这种方法无法直接运用到单相系统中。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于有效值的APF的谐波检测方法及其直流侧电压的控制方法，不需要进行坐标变换；不需要设计低通滤波器；能定量的描述谐波电流的大小；简便的对直流侧电压进行稳定控制；能直接运用到单相系统中。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种基于有效值的APF的谐波电流检测方法，该方法的具体步骤是：

A．基波电流相位信息提取：利用PLL(即自适应锁相环)，根据系统补偿目的的需要，通过选择开关选择PLL与1号通道或2号通道相通，获取PLL的输入信号，从而获取电流的基波相位信息；

B．计算负载电流的有效值：负载电流的a相电流值的表达式为：

其中，（1）式中等式右边的前半部分表示基波分量，后半部分表示谐波分量；基波分量进一步改写成：

其中，（2）式中等式右边的前半部分表示基波有功分量，后半部分表示基波无功分量；

然后，利用定积分算法，在一个电网周期T=0.02s的区间长度上对负载电流求取有效值RMS(i_L)；具体见公式：

RMS(iL)=1T∫t-TtiL2(τ)dτ---(3)]]>

C．构造基波电流：根据步骤A中获取的基波相位信息，利用三角函数运算获得基波电流的单位正弦信号，然后利用步骤B中获得的有效值RMS(i_L)，构造出负载电流中的基波电流；具体公式：

其中，（4）式由选择开关连接1号通道所得，（5）式由选择开关连接2号通道所得；

D．计算谐波电流：步骤B中负载电流的有效值RMS(i_L)减去步骤C中构造的基波电流即得到谐波电流。

进一步，所述的步骤B中的定积分算法，通过DSP编程计算。