[发明专利]三相四线制系统任意次谐波分量和无功电流检测方法

权利要求书

1.三相四线制系统任意次谐波分量和无功电流检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤（1）：通过锁相环获取电网电压基波正序电压分量的相位θ₊（ω₀t）：三相电网电压u_a、u_b、u_c经过CLARK变换和PARK变换后，得到d轴电压分量u_d和q轴电压分量u_q；基波正序电压分量在d轴和q轴上表现为直流量，而基波负序电压分量和其它次谐波分量在d轴和q轴上表现为交流量；u_q经过低通滤波器滤除交流量，得到q轴直流量与目标值0的误差信号err经过PI控制器输出相位的修正量θ_err；θ_err与θ₀之和即为锁相环的输出θ_*，θ_*作为PARK变换的参考相位,的大小反映相位误差的大小,若PI控制器将不断地修正θ_err的值，达到稳态后等于0，锁相环的输出θ_*等于电网电压基波正序电压分量的相位θ₊（ω₀t）；

步骤（2）：将abc静止坐标转换为以角速度nω₀沿a-b-c方向旋转的dq坐标系，通过正序dq变换矩阵、负序dq变换矩阵、傅立叶变换和基波正序dq变换矩阵进行n次谐波正序分量、负序分量、零序分量或者无功电流的检测。

2.根据权利要求1所述的三相四线制系统任意次谐波分量和无功电流检测方法，其特征在于：所述步骤（1）具体包括如下步骤：

步骤（1-1）：电网电压的合成矢量沿a-b-c方向以额定角速度旋转；从t=0时刻开始旋转的角度θ₀即为基波正序分量的相位，即

式中：u_α和u_β分别为电网电压合成矢量在α轴和β轴上的投影；

步骤（1-2）：三相电网电压u_a、u_b、u_c经过CLARK变换矩阵为C₃₂的CLARK变换，即得到电网电压合成矢量在α轴和β轴上的投影u_α和u_β，如公式（1-2）：

uαuβ=C32uaubuc---(1-2)]]>

其中：C32=231-12-12032-32---(1-3)]]>

u_α和u_β分别为电网电压合成矢量在α轴和β轴上的投影，C₃₂为CLARK变换矩阵；

步骤(1-3)，假设电网电压的基波正序分量为则：

ua1+ub1+uc1+=U+sin(θ+)U+sin(θ+-2π/3)U+sin(θ++2π/3)---(1-4)]]>

式中：U₊为电网基波正序相电压的最大值；

步骤（1-4），电网电压基波正序分量经过变换矩阵为C₃₂的CLARK变换得到的和再经过PARK变换矩阵为C_dq的PARK变换，得到和如公式（1-5）、公式（1-6）：

uα+uβ+=C32ua1+ub1+uc1+---(1-5)]]>

ud+uq+=Cdquα+uβ+---(1-6)]]>

其中，Cdq=sinθ*-cosθ*cosθ*sinθ*---(1-7)]]>

θ_*为锁相环输出的相位，和为在dq坐标系中电网电压基波正序电压分量d轴和q轴直流量；

将公式（1-4）和公式（1-5）代入公式（1-6）得：

ud+uq+=U+cos(θ+-θ*)sin(θ+-θ*)---(1-8)]]>

由公式（1-8）可以看出，若锁相环得到的相位θ_*与电网电压基波正序分量的相位θ₊相等，则采用闭环的控制方式，通过控制对公式（1-1）得到的θ₀进行修正，获得基波正序电压的准确相位θ₊，所述θ₊为一个时间参数函数，为θ₊（ω₀t）。