[发明专利]一种适用于变频供电系统的交流电气量正负序分量提取方法

说明书

本发明提出一种适用于变频供电系统的交流电气量正负序分量提取方法，首先对三相静止坐标系中的交流电气量进行等时间间隔采样，得到采样值x_a、x_b、x_c，分别对x_a、x_b、x_c进行正向和反向同步旋转坐标变换，获得正序d‑q轴向的分量x_dP1、x_qP1和负序d‑q轴向的分量x_dN1、x_qN1；采用频率自适应数字式陷波器对x_dP1、x_qP1和x_dN1、x_qN1进行滤波，得到交流电气量正序分量原始信号x_dPo、x_qPo和负序分量原始信号x_dNo、x_qNo，其中陷波器特征频率为2倍的输入信号基波频率，并能够随着交流电气量输入信号的频率实时改变；对x_dPo、x_qPo和x_dNo、x_qNo，分别采用频率自适应的数字式均值滤波器进行滤波处理，得到电压或电流信号的正序分量x_dP、x_qP和负序分量x_dN、x_qN。

技术领域

本发明属于飞机供电系统控制领域，涉及一种适用于变频供电系统的交流电压、电流正负序分量提取方法。

背景技术

基于变频交流发电机和三相电压源整流器(VSC)的高压直流电源在飞机上具有广阔的应用前景。实际中，VSC的三相交流输入电压会出现不平衡的运行工况。这种情况下，需要分别对电流的正序和负序分量进行控制，否则，会造成交流电流畸变，并产生直流电压纹波，影响系统和用电设备的正常运行。因此，电压、电流正、负序分量分解是VSC工程应用的必要环节。

交流电压不平衡条件下，VSC的控制通常在d-q同步坐标系中实现，需要实时获取电压和电流d-q轴向的正、负序分量。当前，主要采用的序分量分解方法包括二次谐波滤除法、1/4周期延时法、参数辨识法等。

二次谐波滤除法应用同步旋转坐标变换和陷波器获取电压或电流的正、负序分量。1/4周期延时法利用电压或电流信号与其正、负序分量之间的矢量关系进行序分量提取。这两种方法在恒频交流电源系统中运行效果良好，然而，它们都对频率敏感，无法适应变频交流的应用场合。参数辨识法需要在线实时辨识每相电压的幅值和相位参数，算法复杂，不易实现。公开号为CN104764922B的专利“一种不平衡条件下的三相电网电压正序分量提取方法”，能够在三相静止坐标系中提取三相电压正序分量，但无法同时获取负序分量。公开号为CN103117544B的专利“一种电网电压或电流正序分量及负序分量分离方法及装置”，通过延时和相位旋转在两相静止坐标系中提取电压、电流的正负序分量，然而，该方法的原理复杂，而且其对频率变化的适应性不佳。

发明内容

电压和电流正、负序分量的提取是VSC控制系统的必要环节，针对现有技术存在的问题，本发明提出一种适用于变频供电系统的交流电气量正负序分量提取方法，能够满足变频交流应用场合的要求，同时简化正、负序分量提取算法。

本发明的技术方案为：

对于变频交流供电系统的交流电气量，包括电压和电流信号，采用以下正、负序分量提取方法：

1、对三相静止(a-b-c)坐标系中的交流电气量进行等时间间隔采样，得到三相交流电气量的采样值x_a、x_b、x_c，分别对x_a、x_b、x_c进行正向和反向同步旋转坐标变换，从而获得正序d-q轴向的分量x_dP1、x_qP1和负序d-q轴向的分量x_dN1、x_qN1；