[发明专利]一种单相电路的电流分离方法、装置及设备

说明书

本发明公开了一种单相电路的电流分离方法、装置及设备。通过构建分别与单相电网电流和电网电压相正交的电流和电压分量，并由此计算出单相电路的有功和无功功率瞬时值。根据有功和无功电流分别是由有功功率和无功功率稳态分量决定这一原则，在计算有功功率稳态分量的基础上，计算得到负载电流的有功和无功电流。在求得有功功率和无功功率波动分量之和的基础上，求取了电网电流中的谐波电流。本发明所提出的分离方法具有不依赖锁相电路、能快速准确地分离出单相电网电流的有功电流、无功电流和谐波电流的优点。

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电流分离方法、装置及设备。

背景技术

随着越来越多的单相电力电子设备的大量使用，如电气化铁道中采用单相整流供电机车、开关电源的广泛应用、各种家用电器如微波炉、电视和空调等设备的使用，使得电网的谐波含量增加。如何快速准确地分离出电网电流中的有功、无功和谐波电流就成为迫切需要解决的问题。专利201510012017.3提出了一种有功和无功电流分离方法，但这种方法只适合低谐波环境下，应用范围有限。而目前广泛使用的i_p-i_q检测方法，需要在检测方法中使用锁相环、进行大量的旋转变换运算。本发明提供一种简单、无需进行大量运算的分离方法，来实现对单相电流中的有功、无功和谐波电流进行分离，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电流分离方法、装置及设备，用于快速有效地实现有功、无功和谐波电流的分离。

为解决上述技术问题，本发明提供一种单相电路的电流分离方法，包括：

步骤1：通过滞后环节分别得到与单相电网电流i_Lα滞后π/2周期的电流信号i_Lβ和与单相电网电压v_Sα滞后π/2周期的电压信号v_Sβ；

步骤2：利用计算出单相电路的瞬时有功功率p(ωt)，p(ωt)由稳态分量和波动分量组成、利用计算出单相电路的瞬时无功功率q(ωt)，q(ωt)由稳态分量和波动分量组成；

步骤3：将计算得到的p(ωt)分别通过低通滤波器和高通滤波器，可得p(ωt)的稳态分量和波动分量

步骤4：将计算得到的q(ωt)分别通过低通滤波器和高通滤波器，可得q(ωt)的稳态分量和波动分量

步骤5：利用和分别计算得到电路中的有功电流i_p(ωt)和第一谐波分量i_hα(ωt)；

步骤6：利用和分别计算得到电路中的无功电流i_q(ωt)和第二谐波分量i_hβ(ωt)；

步骤7：所述谐波电流通过下式对第一谐波分量和第二谐波分量进行求和获得

为解决上述技术问题，本发明还提供一种适用于单相电路的电流分离装置，包括：

采集单元：用于获取所述单相电网电流和所述单相电网电压；

延时单元：用于对所述单相电网电流和所述单相电网电压进行延时，得到与单相电网电流滞后π/2周期的电流信号和与单相电网电压滞后π/2周期的电压信号；

计算单元：利用采集单元获取的所述单相电网电流、所述单相电网电压、所述单相电网电流滞后π/2周期的电流信号和所述与单相电网电压滞后π/2周期的电压信号进行运算，得到单相电路的有功电流、无功电流和谐波电流。

为解决上述技术问题，本发明还提供一种适用于单相电路的电流分离设备，包括：

存储器：用于存储指令，所述指令包括所述适用于单相电路的电流分离方法的步骤；