【摘要】在比較傳統(tǒng)方法的基礎(chǔ)上，從檢測算法的基本原理出發(fā)，提出一種新型諧波無功電流檢測方法，并運(yùn)用PSIM是仿真軟件進(jìn)行驗(yàn)證表明這種基于負(fù)載基波有功電流幅值檢測的補(bǔ)償電流檢測方法具有很高的穩(wěn)態(tài)精度和動態(tài)響應(yīng)速度。
　　關(guān)鍵詞：檢測方法；檢測算法；仿真；PSIM
　　1引言
　　對有源電力濾波器而言，諧波檢測算法是決定濾波性能優(yōu)劣的關(guān)鍵。目前已有多種諧波檢測方法，其中，基于瞬時無功功率理論的諧波無功電流檢測方法是目前為止最為成熟的一個，就其控制算法而言，但是，很多檢測法在電源電壓畸變或三相不對稱時，諧波的檢測精度會受到影響，而有一些增加了系統(tǒng)的復(fù)雜程度，降低了可靠性。本文提出一種新型諧波無功電流檢測方法。它從負(fù)載電流中分離出基波正序有功電流幅值五，然后乘以單位幅值的電壓波形，得到基波正序有功電流的瞬時值，進(jìn)而從負(fù)載電流中分離出諧波和無功電流分量。
　　2檢測算法的基本原理
　　設(shè)電網(wǎng)三相電壓、和正弦且三相對稱。負(fù)載電流 、和表示為基波與諧波電流的分量和：
　　
　　
　　（式1）
　　如果三相負(fù)載不平衡，可將負(fù)載電流分解為正序、負(fù)序和零序分量。諧波電流可分解為正序、負(fù)序和零序，k次諧波電流可表示如下：
　　（式2）
　　式中，，，分別是次諧波正序、負(fù)序和零序分量的幅值，，，分別是次諧波正序、負(fù)序和零序的初始相位。
　　三相瞬時有功功率P包含一個直流分量和一系列交流分量，直流分量由基波正序分量構(gòu)成，其值為：
　　（式3）
　　交流分量由基波負(fù)序分量和諧波分量構(gòu)成，其中，最低頻率為50Hz。因此，瞬時有功功率通過一個低通濾波器后，可以提取出基波正序有功功率。
　　負(fù)載電流的基波正序有功分量的幅值可由下式得到：
　　（式4）
　　通常情況下，電源電壓的波形正弦度良好，可由下式求出三相電壓的單位同步信號。如果電源電壓存在畸變，則可先利用帶通濾波器加以解決。
　　（式5）
　　于是，進(jìn)一步得到三相負(fù)載電流的諧波與無功分量，負(fù)載電流與基波有功電流做差，即得到APF的補(bǔ)償指令：
　　（式6）
　　按照上述算法，諧波與無功電流分量的檢測原理圖如圖1所示。
　　                                          
　　圖1諧波與無功電流分量的檢測原理圖
　　3檢測算法仿真
　　3.1仿真模型
　　PSIM是專門用于電力電子系統(tǒng)的仿真軟件。利用該軟件可快速地對電力電子裝置的模型進(jìn)行準(zhǔn)確、直觀、高效的仿真。在仿真模型中，系統(tǒng)電源采用正弦波電壓源，線電壓幅值為，設(shè)非線性負(fù)載電流波形為方波。仿真模型如圖2所示：
　　                                        
　　圖2諧波檢測與無功電流檢測算法仿真電路
　　諧波檢測算法的好壞，有兩個關(guān)鍵的性能指標(biāo)。一個是穩(wěn)態(tài)的檢測精度，另一個是諧波源負(fù)載變化時諧波檢測的跟蹤速度。為了檢驗(yàn)這種諧波檢測算法的性能，用PSIM軟件對其穩(wěn)態(tài)精度和動態(tài)響應(yīng)速度進(jìn)行仿真。
　　3.2諧波源負(fù)載時的檢測特性
　　對諧波電流檢測的仿真結(jié)果如圖3所示，曲線反映了諧波檢測的總體誤差，其穩(wěn)態(tài)相對誤差不大于，動態(tài)響應(yīng)時間小于8ms。
　　                                       
　　                                                                                圖3諧波電流檢測的仿真結(jié)果
　　3.3無功負(fù)載時的檢測特性
　　對無功電流的檢測仿真結(jié)果如圖4所示，曲線反映了無功檢測的總體誤差，動態(tài)響應(yīng)過程中的最大相對誤差不超過1%。
　　                                              
　　                                                                     圖4無功電流檢測的仿真結(jié)果
　　3.4諧波與無功綜合負(fù)載時的檢測特性
　　諧波與無功電流的綜合檢測仿真結(jié)果如圖5所示，曲線反映了諧波與無功電流檢測的穩(wěn)態(tài)誤差和動態(tài)響應(yīng)速度，其穩(wěn)態(tài)相對誤差不大于1%，動態(tài)響應(yīng)速度小于8ms。
　　                               
　                                              　圖5諧波與無功電流綜合檢測的仿真結(jié)果
　　4結(jié)論
　　補(bǔ)償電流檢測是有源電力濾波器實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。本文提出了一種基于負(fù)載基波有功電流幅值檢測的補(bǔ)償電流檢測方法，它可以在電網(wǎng)電壓存在一定畸變的情況下，檢測出包括基波無功電流和諧波電流在內(nèi)的補(bǔ)償電流分量。這種檢測方法不需要鎖相環(huán)和矩陣變換，減小了計(jì)算量，實(shí)現(xiàn)簡單。仿真結(jié)果表明該檢測方法具有很高的穩(wěn)態(tài)精度和動態(tài)響應(yīng)速度。
　　參考文獻(xiàn)
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