[发明专利]一种基于级联SOGI的2倍频谐波电流检测方法

说明书

本发明公开了一种基于级联SOGI的2倍频谐波电流检测方法，属于电能质量技术领域，包括：利用2倍频锁相方法提取电网电压的基波频率；将电网电流值由三相坐标系转换至αβ坐标系得到电流i_α和i_β；利用电网电压的基波频率，结合电流i_α和i_β使用级联SOGI提取基波电流分量i_α1和i_β1；将基波电流分量i_α1和i_β1反变换至三相坐标系得到三相电流基波分量；将三相电网电流值与三相电流基波分量做差，得到三相电网电流中所含全部次谐波分量。本发明首次将2倍频锁相方法应用于谐波电流检测中，并利用级联SOGI结构代替低通滤波器提取电网电流基波分量，实现对任意次全电流谐波检测，在理想电网与电压跌落工况中均适用。

技术领域

本发明涉及电能质量技术领域，尤其是一种基于级联SOGI的2倍频谐波电流检测方法。

背景技术

长期以来对于电力系统而言，谐波问题直接关乎电网系统以及系统内各电气设备的稳定运行，特别是电力电子装置和非线性负载的激增又使得谐波问题的危害更加突显。供配电系统在受到谐波干扰时，系统中的敏感器件会出现误动作，影响系统稳定和安全。此外，谐波是造成电网电压电流波形畸变的重要原因，同次谐波还会增加电路损耗、影响电能质量。谐波还会导致电力变压器的铜损和铁损增加，影响其工作效率。所以对谐波信号的治理十分重要。为了抑制和补偿谐波，有源电力滤波器是现今常用的谐波治理装置，而准确检测谐波又是治理谐波的前提条件和关键技术。目前，常见的谐波检测方法有基于瞬时无功功率理论的检测方法、基于傅里叶变换的检测方法、基于神经网络的检测方法、基于小波分析检测方法等。

现有方法中，基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法因为具有实时性好、结构简单等优点，而被广泛研究应用，但现有谐波检测方法仍有改进的空间。目前已经有了从三相系统中获取2倍频的技术，比如文献《电网电压不平衡时基于二阶广义积分器SOGI的2倍频电网同步锁相方法》和文献《基于正弦幅值积分器的新型2倍频锁相技术》。其中，二阶广义积分器为Second-Order Generalized Integrator，以下简称S0GI。这两篇文献通过对三相电网电压不平衡情况时dq旋转坐标系下产生2倍频波动的原因进行了理论分析，利用矩阵变换提取的2倍频分量，分别基于SOGI环节和SAI环节提出了适用于三相电网不平衡情况的2倍频锁相方法。

为了精简谐波检测环节、优化谐波检测结构、避免谐波检测延时、提升谐波检测精度，本发明提出一种基于级联SOGI的2倍频谐波电流检测方法。虽然现有技术中已经公开了2倍频锁相方法和级联SOGI的结构，但尚未有基于级联SOGI的2倍频谐波电流检测方法。本发明不申请保护2倍频及其锁相技术的已有权利要求，只申请保护单独新型的基于级联SOGI的2倍频谐波电流检测方法。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种基于级联SOGI的2倍频谐波电流检测方法，首次将2倍频锁相方法应用于谐波电流检测领域，通过结合使用级联SOGI结构，能够实现电网平衡工况与电压跌落的电网不平衡工况下的谐波电流检测。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种基于级联SOGI的2倍频谐波电流检测方法，使用2倍频锁相方法提取电网基波频率，使用级联SOGI结构提取电流基波分量，综合两个组成环节对任意次全电流谐波进行检测。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述检测方法具体包括以下步骤：

S1、获得三相电网电压，利用2倍频锁相方法提取电网电压的基波频率；

S2、获得三相电网电流值，将电网电流值由三相坐标系转换至αβ坐标系得到电流i_α和i_β；