CN106771507B - 基于电压基准分相同步的无功电流快速检测方法 - Google Patents

基于电压基准分相同步的无功电流快速检测方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106771507B
CN106771507B CN201710049517.3A CN201710049517A CN106771507B CN 106771507 B CN106771507 B CN 106771507B CN 201710049517 A CN201710049517 A CN 201710049517A CN 106771507 B CN106771507 B CN 106771507B
Authority
CN
China
Prior art keywords
phase
current
reactive current
fundamental wave
lpf
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201710049517.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106771507A (zh
Inventor
许胜�
徐子超
曹健
夏华凤
周澄
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Jiangsu Naquan Hongyuan New Energy Technology Co ltd
Original Assignee
Taizhou University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Taizhou University filed Critical Taizhou University
Priority to CN201710049517.3A priority Critical patent/CN106771507B/zh
Publication of CN106771507A publication Critical patent/CN106771507A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106771507B publication Critical patent/CN106771507B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/06Measuring real component; Measuring reactive component
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/26Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/30Reactive power compensation
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/50Arrangements for eliminating or reducing asymmetry in polyphase networks

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)

Abstract

本发明涉及一种无功电流的快速检测方法,属于电工类技术领域,具体地说,是一种基于电压基准分相同步的无功电流快速检测方法,本发明所提基于电压基准分相同步的无功电流快速检测方法,一方面,由于基于瞬时无功功率理论,相对于快速傅里叶变换(FFT)等频域检测方法,检测速度快,实时性较强;另一方面,克服现存基于瞬时无功功率理论的无功电流检测方法不能实现分相无功电流检测的缺陷,特别在不平衡负载条件下,本发明方法可以准确检测出各相负载无功电流,而现存基于瞬时无功功率理论的无功电流检测方法无法实现不平衡负载的无功电流准确检测。

Description

基于电压基准分相同步的无功电流快速检测方法
技术领域
本发明涉及一种无功电流的快速检测方法,属于电工类技术领域,具体地说,是一种基于电压基准分相同步的无功电流快速检测方法,可实现对任意负载的无功电流的分相、实时、精确的检测。
背景技术
无功电流的快速精确检测,是有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)、静止无功发生器(StaticVar Generator,SVG)等电能质量治理装置实现无功有效补偿的先决条件,也是决定装置性能的关键技术之一。因此,无功电流的检测技术,一直是人们在电能质量治理领域研究的重点和热点,经过若干年的发展,已经有很多电流检测方法先后被提出,其中工程中应用较为成熟广泛的方法主要有以下两种:
第一,基于Fourier级数技术的各种频域检测方法,以快速傅里叶变换(FastFourierTransform,FFT)检测法为主。该方法根据采集的一个工频周期的电流值进行傅立叶分析,最终得到所需的无功和谐波电流。但是,该算法复杂、适时性较差,不适宜在实时性要求较高的补偿领域应用。
第二、基于三相电路瞬时无功功率理论的各种时域电流检测方法,此类检测方法的实时性较强。但是目前来说,基于瞬时无功功率理论的现有检测方法不能实现电流分相检测,尤其当三相负载不平衡时,并不能准确检测出各相负载无功电流。例如,现有基于瞬时无功功率理论的无功电流检测方法可以准确检测出三相负载电流中的基波正序无功电流,当三相负载平衡时,三相基波正序无功电流即为三相负载基波无功电流;而当三相负载不平衡时,特别对于三相四线制***来说,由于存在负序和零序电流,三相基波正序无功电流并不等于三相负载基波无功电流。
因此,本发明基于瞬时无功功率理论,提出了一种无功电流的分相快速检测方法,一方面充分发挥了瞬时无功功率理论检测法的实时性;另一方面,克服现存基于瞬时无功功率理论检测方法不能实现分相无功电流检测的缺陷,特别在不平衡负载条件下,本发明方法可以准确检测出各相负载无功电流。
发明内容
本发明的目的是为了实现对任意负载的无功电流的分相、实时、精确的检测。
为达到上述目的,本发明采用如下技术方案来实现的:
一种基于电压基准分相同步的无功电流快速检测方法,包括A相无功电流检测、B相无功电流检测和C相无功电流检测,
其中,A相无功电流检测包括以下步骤:
(1)定义三相任意负载电流矩阵为i:
其中:
Figure GDA0002142910930000021
Figure GDA0002142910930000023
Figure GDA0002142910930000024
定义三相任意负载的零序电流为i0:
Figure GDA0002142910930000025
(2)以A相电网电压为同步基准信号,定义正序变换矩阵
Figure GDA0002142910930000026
负序变换矩阵
Figure GDA0002142910930000027
和零序变换矩阵C0为:
Figure GDA0002142910930000028
Figure GDA00021429109300000210
(3)运用将abc坐标系中的三相电流i变换到基波正序同步旋转坐标系(Synchronous Rotating Frame,SRF)中,变换后基波正序SRF上电流定义为
Figure GDA0002142910930000033
其中:
Figure GDA0002142910930000034
Figure GDA0002142910930000035
运用低通滤波器(Low Pass Filter,LPF),滤除
Figure GDA0002142910930000036
中的交流量,获得
Figure GDA0002142910930000037
中的直流量,将该直流量定义为
Figure GDA0002142910930000038
Figure GDA0002142910930000039
(4)运用
Figure GDA00021429109300000310
将abc坐标系中的三相电流i变换到基波负序SRF中,变换后基波负序SRF上电流定义为
Figure GDA00021429109300000311
Figure GDA00021429109300000312
其中:
Figure GDA00021429109300000313
Figure GDA00021429109300000314
运用LPF滤除中的交流量,获得
Figure GDA00021429109300000316
中的直流量,将该直流量定义为
Figure GDA00021429109300000317
Figure GDA00021429109300000318
(5)运用C0对i0作变换,获得:
Figure GDA0002142910930000041
运用LPF滤除i0q中的交流量,获得i0q中的直流量,将该直流量定义为I0q1
Figure GDA0002142910930000042
(6)计算A相无功电流
Figure GDA0002142910930000043
所述B相无功电流检测包括以下步骤:
(1)将三相负载电流i重新排序为:
Figure GDA0002142910930000044
(2)以B相电网电压为同步基准信号,正序变换矩阵负序变换矩阵
Figure GDA0002142910930000046
和零序变换矩阵C0演变为:
Figure GDA0002142910930000047
Figure GDA0002142910930000048
Figure GDA0002142910930000049
(3)运用
Figure GDA00021429109300000410
将abc坐标系中的三相电流i变换到基波正序SRF中,获得
Figure GDA00021429109300000411
Figure GDA0002142910930000051
其中:
运用LPF滤除
Figure GDA0002142910930000054
中的交流量,获得中的直流量
Figure GDA0002142910930000056
Figure GDA0002142910930000057
(4)运用
Figure GDA0002142910930000058
将abc坐标系中的三相电流i变换到基波负序SRF中,获得电流
Figure GDA0002142910930000059
Figure GDA00021429109300000510
其中:
Figure GDA00021429109300000511
Figure GDA00021429109300000512
运用LPF滤除
Figure GDA00021429109300000513
中的交流量,获得
Figure GDA00021429109300000514
中的直流量
Figure GDA00021429109300000515
Figure GDA00021429109300000516
(5)运用C0对i0作变换,获得:
Figure GDA00021429109300000517
运用LPF滤除i0q中的交流量,获得i0q中的直流量I0q1
Figure GDA0002142910930000061
(6)计算B相无功电流
Figure GDA0002142910930000062
所述C相无功电流检测包括以下步骤:
(1)将三相负载电流i重新排序为:
Figure GDA0002142910930000063
(2)以C相电网电压为同步基准信号,正序变换矩阵
Figure GDA0002142910930000064
负序变换矩阵
Figure GDA0002142910930000065
和零序变换矩阵C0演变为:
Figure GDA0002142910930000066
Figure GDA0002142910930000068
(3)运用
Figure GDA0002142910930000069
将abc坐标系中的三相电流i变换到基波正序SRF中,获得
Figure GDA00021429109300000610
其中:
Figure GDA00021429109300000612
Figure GDA0002142910930000071
运用LPF滤除
Figure GDA0002142910930000072
中的交流量,获得
Figure GDA0002142910930000073
中的直流量
Figure GDA0002142910930000075
(4)运用
Figure GDA0002142910930000076
将abc坐标系中的三相电流i变换到基波负序SRF中,获得电流
Figure GDA0002142910930000077
Figure GDA0002142910930000078
其中:
Figure GDA0002142910930000079
Figure GDA00021429109300000710
运用LPF滤除
Figure GDA00021429109300000711
中的交流量,获得
Figure GDA00021429109300000712
中的直流量
Figure GDA00021429109300000713
Figure GDA00021429109300000714
(5)运用C0对i0作变换,获得:
Figure GDA00021429109300000715
运用LPF滤除i0q中的交流量,获得i0q中的直流量I0q1
Figure GDA00021429109300000716
(6)计算C相无功电流
Figure GDA00021429109300000717
本发明的有益效果:基于电压基准分相同步的无功电流快速检测方法,一方面,由于基于瞬时无功功率理论,相对于快速傅里叶变换(FFT)等频域检测方法,检测速度快,实时性较强;另一方面,克服现存基于瞬时无功功率理论的无功电流检测方法不能实现分相无功电流检测的缺陷,特别在不平衡负载条件下,本发明方法可以准确检测出各相负载无功电流,而现存基于瞬时无功功率理论的无功电流检测方法无法实现不平衡负载的无功电流准确检测。
附图说明
图1是A相基波无功电流检测原理图。
图2是A相基波无功电流检测简化原理图。
图3是B相基波无功电流检测原理图。
图4是B相基波无功电流检测简化原理图。
图5是C相基波无功电流检测原理图。
图6是C相基波无功电流检测简化原理图。
图7是三相四线制***典型三相不平衡负载接线图
图8是三相电压电流矢量图。
图9是A相无功电流运算矢量图。
图10是以A相电压为基准的B相和C相无功电流运算矢量图。
图11是以B相电压为基准的三相电压电流矢量图。
图12是B相无功电流运算矢量图。
图13是以C相电压为基准的三相电压电流矢量图。
图14是C相无功电流运算矢量图。
具体实施方式
为了加深对本发明的理解,下面将结合实施例和附图对本发明做进一步详细描述,该实施例仅用于解释本发明,并不对本发明的保护范围构成限定。
本发明定义三相电网电压为:
Figure GDA0002142910930000081
定义三相任意负载电流矩阵为i:
Figure GDA0002142910930000091
其中:
Figure GDA0002142910930000092
Figure GDA0002142910930000094
定义三相任意负载的零序电流为i0:
Figure GDA0002142910930000095
以下详细描述本发明的新型无功电流检测方法:
A相无功电流的检测
A相基波无功电流检测原理如图1所示,图中,θe为与电网A相电压同步的相位信号,即θe=ωt,分别为abc坐标系到基波正序SRF坐标系和基波负序SRF坐标系的变换矩阵;
Figure GDA0002142910930000097
分别为基波正序SRF坐标系和基波负序SRF坐标系到abc坐标系的变换矩阵;C0
Figure GDA0002142910930000098
分别为零序电流变换矩阵:
Figure GDA0002142910930000099
Figure GDA00021429109300000910
Figure GDA00021429109300000911
Figure GDA0002142910930000101
Figure GDA0002142910930000102
步骤一、正序分量检测
运用
Figure GDA0002142910930000103
将式(3)和(4)表示的三相电流正、负序分量变换到基波正序SRF坐标系中,可得:
Figure GDA0002142910930000104
运用LPF滤除dq轴上的交流分量,即可获得dq轴上直流量:
Figure GDA0002142910930000106
令式(14)d轴分量
Figure GDA0002142910930000107
为零,运用变换矩阵将式(14)矩阵变换到三相abc坐标系中,可得三相基波正序无功电流
Figure GDA0002142910930000109
Figure GDA00021429109300001010
步骤二、负序分量检测
运用
Figure GDA00021429109300001011
将式(3)和(4)表示的三相电流正、负序分量变换到基波负序SRF坐标系中,可得:
Figure GDA00021429109300001012
Figure GDA00021429109300001013
运用LPF滤除dq轴上的交流分量,即可获得dq轴上直流量:
令式(18)d轴分量为零,运用变换矩阵
Figure GDA0002142910930000113
将式(18)变换到三相abc坐标系中,可得三相基波负序q轴电流,定义为
Figure GDA0002142910930000114
步骤三、零序分量
运用变换矩阵C0对式(6)i0进行变换:
Figure GDA0002142910930000116
运用LPF滤除等效dq轴上的交流分量,获得等效dq轴上直流量:
Figure GDA0002142910930000117
令I0d1为零,运用式(11)
Figure GDA0002142910930000118
变换求解基波零序无功电流:
Figure GDA0002142910930000119
根据式(15)、(19、(22),获得A相任意负载电流的基波无功电流:
Figure GDA00021429109300001110
由此可见,图1所示的A相无功电流检测原理可以进一步简化为如图2所示。
B相基波无功电流的检测
以B相为基准实施无功电流检测过程,具体实施过程分析如下:
将式(2)表示的任意负载电流ia、ib、ic重新排序为ib、ic、ia
Figure GDA0002142910930000121
相应地,正负序电流为:
Figure GDA0002142910930000123
以B相电网电压为同步基准信号,即θe=ωt-120°。此时,相关正负序及零序电流变换矩阵相应演变为:
Figure GDA0002142910930000124
Figure GDA0002142910930000126
Figure GDA0002142910930000127
Figure GDA0002142910930000128
步骤一、正序分量检测
运用式(27)矩阵
Figure GDA0002142910930000129
将式(25)和(26)表示的三相电流分量变换到基波正序SRF坐标系中,可得:
Figure GDA00021429109300001210
Figure GDA0002142910930000131
运用LPF滤除dq轴上的交流分量,即可获得dq轴上直流量:
Figure GDA0002142910930000132
令式(34)d轴分量
Figure GDA0002142910930000133
为零,运用式(28)变换矩阵
Figure GDA0002142910930000134
将式(34)矩阵变换到三相abc坐标系中,可得三相基波正序无功电流
Figure GDA0002142910930000135
Figure GDA0002142910930000136
步骤二、负序分量检测
运用式(29)变换矩阵将式(25)和(26)表示的三相电流分量变换到基波负序SRF坐标系中,可得:
Figure GDA0002142910930000138
Figure GDA0002142910930000139
运用LPF滤除dq轴上的交流分量,即可获得dq轴上直流量:
Figure GDA00021429109300001310
令式(38)d轴分量
Figure GDA00021429109300001311
为零,运用式(30)变换矩阵
Figure GDA00021429109300001312
将式(38)矩阵变换到三相abc坐标系中,可得三相基波负序q轴电流,定义为
Figure GDA00021429109300001313
Figure GDA00021429109300001314
Figure GDA00021429109300001315
(3)零序分量检测
运用式(31)变换矩阵C0对i0进行变换:
Figure GDA0002142910930000141
运用LPF滤除等效dq轴上的交流分量,获得等效dq轴上直流量:
Figure GDA0002142910930000142
令I0d1为零,运用式(31)
Figure GDA0002142910930000143
变换求解基波零序无功电流:
Figure GDA0002142910930000144
根据式(35)、式(39)、式(42),获得B相任意负载电流的基波无功电流:
Figure GDA0002142910930000145
上述B相基波无功电流检测原理及其简化原理分别如图3、4所示。
C相基波无功电流的检测
同理,要正确检测C相基波无功电流,必须以C相为基准实施无功电流检测过程,具体实施过程分析如下:
将式(2)表示的任意负载电流ia、ib、ic重新排序为ic、ia、ib
相应地,正、负序电流为:
Figure GDA0002142910930000151
Figure GDA0002142910930000152
以C相电网电压为同步基准信号,即θe=ωt+120°。此时,相关正负序及零序电流变换矩阵相应演变为:
Figure GDA0002142910930000153
Figure GDA0002142910930000154
Figure GDA0002142910930000155
Figure GDA0002142910930000156
Figure GDA0002142910930000157
步骤一、正序分量检测
运用式(47)矩阵
Figure GDA0002142910930000158
将式(45)和(46)表示的三相电流分量变换到基波正序SRF坐标系中,可得:
Figure GDA0002142910930000159
运用LPF滤除dq轴上的交流分量,即可获得dq轴上直流量:
Figure GDA00021429109300001511
令式(54)d轴分量
Figure GDA0002142910930000161
为零,运用式(48)变换矩阵
Figure GDA0002142910930000162
将式(54)矩阵变换到三相abc坐标系中,可得三相基波正序无功电流
Figure GDA0002142910930000163
Figure GDA0002142910930000164
步骤二、负序分量
运用式(49)变换矩阵
Figure GDA0002142910930000165
将式(45)和(46)表示的三相电流分量变换到基波负序SRF坐标系中,可得:
Figure GDA0002142910930000166
Figure GDA0002142910930000167
运用LPF滤除dq轴上的交流分量,即可获得dq轴上直流量:
Figure GDA0002142910930000168
令式(58)d轴分量
Figure GDA0002142910930000169
为零,运用式(3-50)变换矩阵
Figure GDA00021429109300001610
将式(58)矩阵变换到三相abc坐标系中,可得三相基波负序q轴电流,定义为
Figure GDA00021429109300001611
Figure GDA00021429109300001612
Figure GDA00021429109300001613
步骤三、零序分量
运用式(51)变换矩阵C0对式i0进行变换:
运用LPF滤除等效dq轴上的交流分量,获得等效dq轴上直流量:
Figure GDA0002142910930000171
令I0d1为零,运用式(51)
Figure GDA0002142910930000172
变换求解基波零序无功电流:
根据式(55)、式(59)、式(62),获得C相任意负载电流的基波无功电流:
上述C相基波无功电流检测原理及其简化原理分别如图5、6所示。
三相四线制不平衡典型负载来进一步验证上述方法的正确性。
三相四线制不平衡负载设定:A相、B相串联电阻负载,C相开路,如图7所示。
图中,R为电阻负载;ea、eb、ec为***三相电压,定义同式(1),以矢量的形式表示为:
Figure GDA0002142910930000175
则根据图7,三相负载电流矢量可以表示为:
Figure GDA0002142910930000176
式中,电流矢量幅值I=E/R。
图8为电压电流矢量图,显然,A相无功电流、B相无功电流以及C相无功电流都为零,依次设为Iaq、Ibq、Icq
下面分别根据本发明无功电流检测原理,运用对称分量法验证所提新型基波无功电流检测方法的正确性。对称分量法定义如下:
式中,α=1∠120°为复数算子;I+、I-、I0分别为正序、负序及零序电流。
而不平衡负载的三相电流向量也可以根据式(66)用对称分量法表示出来:
Figure GDA0002142910930000182
以下标p、q形式表示三相负载有功、无功电流分量,则式(67)表示变换为:
Figure GDA0002142910930000183
(1)A相无功电流计算
以A相电压为参考基准,根据式(66)分别计算正序、负序和零序电流:
定义超前Ea的矢量轴为q轴,分别计算I+、I-、I0在q轴上的投影,依次定义为
Figure GDA0002142910930000185
I0q,参照图9,则:
Figure GDA0002142910930000186
则根据式(68)~式(70),可得A基波无功电流为:
Figure GDA0002142910930000191
式(69)符合图8所示典型负载的无功电流结论,验证了A相无功电流检测的正确性。
对于B相和C相无功电流的检测,下面分析如果仍然以A相电压为基准,会获得什么结果?
根据式(68)~式(70)可得:
Figure GDA0002142910930000192
显然,该结论与图8所示典型负载的B相、C相无功电流为零的结论不相符,相应矢量图如图10所示。
也即对于A相电流来说,基波无功电流的检测可以由三相基波正序、负序和零序电流的q轴通道对应的三个交流分量叠加获得。而对于B相和C相电流来说,无功电流并不存在上述三个分量的直接叠加关系。
(2)B相无功电流计算
下面分析以B相电压为基准检测B相基波无功电流。
为了分析方便,将图8所示三相电压电流矢量图逆时针旋转120度,如图11所示。
基于图11,定义旋转后的三相电压电流矢量为:
则,三相负载电流矢量可以表示为:
Figure GDA0002142910930000195
并且,序分量变换公式演变为:
Figure GDA0002142910930000201
根据式(72),分别计算正序、负序和零序电流:
Figure GDA0002142910930000202
定义超前Eb的矢量轴为q轴,分别计算I+、I-、I0在q轴上的投影,依次定义为I0q,参照图12,则:
Figure GDA0002142910930000204
将不平衡负载三相电流向量用对称分量法表示出来,这里只表示B相:
Ib=I++I-+I0 (75)
同理,以下标p、q形式表示三相负载有功、无功电流分量,则式(75)表示变换为:
Figure GDA0002142910930000205
结合式(74)、式(76),可得:
式(77)符合图8所示典型负载的无功电流结论,验证了B相无功电流检测的正确性。
(3)C相无功电流计算
按照本发明无功电流检测原理,分析以C相电压为基准检测C相基波无功电流。
将图8所示三相电压电流矢量图顺时针旋转120度,如图13所示。
基于图13,旋转后的三相电压电流矢量相位变换为:
Figure GDA0002142910930000211
则,三相负载电流矢量可以表示为:
Figure GDA0002142910930000212
并且,序分量变换公式演变为:
Figure GDA0002142910930000213
根据式(80),分别计算正序、负序和零序电流:
定义超前Ec相位90°的矢量轴为q轴,分别计算I+、I-、I0在q轴上的投影,依次定义为
Figure GDA0002142910930000215
I0q,参照图14,则:
Figure GDA0002142910930000216
根据式(80),将不对称***C电流向量用对称分量法表示出来:
Ic=I++I-+I0 (83)
同理,以下标p、q形式表示三相负载有功、无功电流分量,则式(83)表示变换为:
Figure GDA0002142910930000217
结合式(81)、式(84),可得:
Figure GDA0002142910930000218
式(85)符合图8所示典型负载的无功电流结论,验证了C相无功电流检测的正确性。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (1)

1.一种基于电压基准分相同步的无功电流快速检测方法,其特征在于,包括A相无功电流检测、B相无功电流检测和C相无功电流检测,
其中,所述A相无功电流检测包括以下步骤:
(1)定义三相任意负载电流矩阵为i:
Figure FDA0002142910920000011
其中:
Figure FDA0002142910920000012
Figure FDA0002142910920000013
Figure FDA0002142910920000014
定义三相任意负载的零序电流为i0:
(2)以A相电网电压为同步基准信号,定义正序变换矩阵
Figure FDA0002142910920000016
负序变换矩阵
Figure FDA0002142910920000017
和零序变换矩阵C0为:
Figure FDA0002142910920000018
Figure FDA0002142910920000019
Figure FDA00021429109200000110
(3)运用
Figure FDA00021429109200000111
将abc坐标系中的三相电流i变换到基波正序同步旋转坐标系(Synchronous Rotating Frame,SRF)中,变换后基波正序SRF上电流定义为
Figure FDA0002142910920000021
Figure FDA0002142910920000022
其中:
Figure FDA0002142910920000023
Figure FDA0002142910920000024
运用低通滤波器(Low Pass Filter,LPF),滤除中的交流量,获得
Figure FDA0002142910920000026
中的直流量,将该直流量定义为
Figure FDA0002142910920000027
(4)运用
Figure FDA0002142910920000029
将abc坐标系中的三相电流i变换到基波负序SRF中,变换后基波负序SRF上电流定义为
其中:
Figure FDA00021429109200000212
Figure FDA00021429109200000213
运用LPF滤除中的交流量,获得
Figure FDA00021429109200000215
中的直流量,将该直流量定义为
Figure FDA00021429109200000217
(5)运用C0对i0作变换,获得:
Figure FDA0002142910920000031
运用LPF滤除i0q中的交流量,获得i0q中的直流量,将该直流量定义为I0q1
Figure FDA0002142910920000032
(6)计算A相无功电流
所述B相无功电流检测包括以下步骤:
(1)将三相负载电流i重新排序为:
Figure FDA0002142910920000034
(2)以B相电网电压为同步基准信号,正序变换矩阵
Figure FDA0002142910920000035
负序变换矩阵
Figure FDA0002142910920000036
和零序变换矩阵C0演变为:
Figure FDA0002142910920000037
Figure FDA0002142910920000038
Figure FDA0002142910920000039
(3)运用
Figure FDA00021429109200000310
将abc坐标系中的三相电流i变换到基波正序SRF中,获得
Figure FDA00021429109200000311
Figure FDA0002142910920000041
其中:
Figure FDA0002142910920000042
运用LPF滤除
Figure FDA0002142910920000044
中的交流量,获得
Figure FDA0002142910920000045
中的直流量
Figure FDA0002142910920000047
(4)运用
Figure FDA0002142910920000048
将abc坐标系中的三相电流i变换到基波负序SRF中,获得电流
Figure FDA00021429109200000410
其中:
Figure FDA00021429109200000412
运用LPF滤除中的交流量,获得
Figure FDA00021429109200000414
中的直流量
Figure FDA00021429109200000415
(5)运用C0对i0作变换,获得:
Figure FDA00021429109200000417
运用LPF滤除i0q中的交流量,获得i0q中的直流量I0q1
Figure FDA0002142910920000051
(6)计算B相无功电流
Figure FDA0002142910920000052
所述C相无功电流检测包括以下步骤:
(1)将三相负载电流i重新排序为:
Figure FDA0002142910920000053
(2)以C相电网电压为同步基准信号,正序变换矩阵
Figure FDA0002142910920000054
负序变换矩阵
Figure FDA0002142910920000055
和零序变换矩阵C0演变为:
Figure FDA0002142910920000056
Figure FDA0002142910920000057
Figure FDA0002142910920000058
(3)运用
Figure FDA0002142910920000059
将abc坐标系中的三相电流i变换到基波正序SRF中,获得
Figure FDA00021429109200000510
Figure FDA00021429109200000511
其中:
Figure FDA00021429109200000512
运用LPF滤除
Figure FDA0002142910920000062
中的交流量,获得
Figure FDA0002142910920000063
中的直流量
Figure FDA0002142910920000064
(4)运用
Figure FDA0002142910920000066
将abc坐标系中的三相电流i变换到基波负序SRF中,获得电流
Figure FDA0002142910920000067
其中:
Figure FDA0002142910920000069
Figure FDA00021429109200000610
运用LPF滤除中的交流量,获得
Figure FDA00021429109200000612
中的直流量
Figure FDA00021429109200000613
(5)运用C0对i0作变换,获得:
Figure FDA00021429109200000615
运用LPF滤除i0q中的交流量,获得i0q中的直流量I0q1
(6)计算C相无功电流
Figure FDA00021429109200000617
CN201710049517.3A 2017-01-20 2017-01-20 基于电压基准分相同步的无功电流快速检测方法 Active CN106771507B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710049517.3A CN106771507B (zh) 2017-01-20 2017-01-20 基于电压基准分相同步的无功电流快速检测方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710049517.3A CN106771507B (zh) 2017-01-20 2017-01-20 基于电压基准分相同步的无功电流快速检测方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106771507A CN106771507A (zh) 2017-05-31
CN106771507B true CN106771507B (zh) 2020-02-14

Family

ID=58941608

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710049517.3A Active CN106771507B (zh) 2017-01-20 2017-01-20 基于电压基准分相同步的无功电流快速检测方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106771507B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111208340A (zh) * 2020-02-26 2020-05-29 泰州学院 一种基于傅里叶变换的单相基波无功电流精确检测方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5751138A (en) * 1995-06-22 1998-05-12 University Of Washington Active power conditioner for reactive and harmonic compensation having PWM and stepped-wave inverters
CN201556947U (zh) * 2009-10-29 2010-08-18 山东山大华天科技股份有限公司 三相三线动态分相无功补偿装置
CN101893651A (zh) * 2010-06-18 2010-11-24 上海理工大学 供电***的正序、负序、无功与谐波电流检测方法
CN101950972A (zh) * 2010-10-22 2011-01-19 湖南大学 一种基于快速等效电纳计算的svc复合控制方法
CN202474878U (zh) * 2012-03-19 2012-10-03 刘松荣 低压非对称无功补偿装置
CN103399200A (zh) * 2013-08-12 2013-11-20 国家电网公司 一种电网电流中的无功电流检测计算方法
CN104300541A (zh) * 2014-09-15 2015-01-21 泰州学院 一种有源电力滤波器控制延时动态预测补偿方法
CN104391170A (zh) * 2014-12-19 2015-03-04 国家电网公司 一种零序电流检测计算方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5751138A (en) * 1995-06-22 1998-05-12 University Of Washington Active power conditioner for reactive and harmonic compensation having PWM and stepped-wave inverters
CN201556947U (zh) * 2009-10-29 2010-08-18 山东山大华天科技股份有限公司 三相三线动态分相无功补偿装置
CN101893651A (zh) * 2010-06-18 2010-11-24 上海理工大学 供电***的正序、负序、无功与谐波电流检测方法
CN101950972A (zh) * 2010-10-22 2011-01-19 湖南大学 一种基于快速等效电纳计算的svc复合控制方法
CN202474878U (zh) * 2012-03-19 2012-10-03 刘松荣 低压非对称无功补偿装置
CN103399200A (zh) * 2013-08-12 2013-11-20 国家电网公司 一种电网电流中的无功电流检测计算方法
CN104300541A (zh) * 2014-09-15 2015-01-21 泰州学院 一种有源电力滤波器控制延时动态预测补偿方法
CN104300541B (zh) * 2014-09-15 2017-04-26 泰州学院 一种有源电力滤波器控制延时动态预测补偿方法
CN104391170A (zh) * 2014-12-19 2015-03-04 国家电网公司 一种零序电流检测计算方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
基于瞬时无功理论的无功电流检测方法研究;曾光等;《电力电子技术》;20090630;第43卷(第6期);第9-11页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN106771507A (zh) 2017-05-31

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101893652B (zh) 一种基于电压矢量空间变换的谐波和无功电流检测方法
CN106501574B (zh) 一种有源电力滤波器谐波电流检测方法
CN104502705B (zh) 适用于电网电压畸变且不平衡的无锁相环旋转矢量检测法
CN101493482B (zh) 一种单相谐波电流检测方法
CN111122952B (zh) 一种快速检测三相电压暂降的方法
CN102590618B (zh) 一种电网基波正序电压相位的检测方法
CN108155643B (zh) 一种基于滑模观测器的单相电网电压参数的鲁棒估计方法
CN105823921A (zh) 一种基于瞬时空间电压矢量定向的补偿电流检测方法
CN106410858A (zh) 一种基于双dq坐标变换的软件数字锁相方法
CN106602895A (zh) 高压直流输电换流器换相参数的检测方法和***
CN108627731A (zh) 一种单相断电的快速检测方法
Wen et al. Approximate algorithm for fast calculating voltage unbalance factor of three-phase power system
CN105978377A (zh) 基于shepwm的变流器中点电压平衡控制方法
CN111208340A (zh) 一种基于傅里叶变换的单相基波无功电流精确检测方法
CN103546149A (zh) 一种三相电力***的锁相方法
CN106771507B (zh) 基于电压基准分相同步的无功电流快速检测方法
CN110596455B (zh) 一种工频电参数提取方法、***及计算机可读存储介质
CN104820129A (zh) 一种基波正序有功电流的检测方法
CN108667043A (zh) 一种三相四线制apf改进型矢量谐振控制方法
JP2013108846A (ja) 電力計測装置、インバータ制御回路、系統連系インバータシステム、および、電力計測方法
Yuan et al. Improved fbd reactive power and harmonic current detecting method based on voltage sequence decomposition
CN106324354B (zh) 一种变压器漏阻抗检测方法及装置、故障检测方法及装置
Mourad et al. Modelling and Parameter identification of synchronous machine by PWM excitation signals
Guo et al. A new method of double fundamental frequency phase-locked loop based on two integrators
CN111106618A (zh) 一种新能源发电装备接入电力***的谐波分析方法及装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20231108

Address after: Building A, Phase II, Standard Factory Building, Runzhou Road, Huishan Industrial Transformation Cluster Zone, Wuxi City, Jiangsu Province, 214100

Patentee after: Jiangsu Naquan Hongyuan New Energy Technology Co.,Ltd.

Address before: No. 93, Taizhou City, Jiangsu Province, Ying Chun East Road, Jiangsu

Patentee before: TAIZHOU University

TR01 Transfer of patent right