[發明專利]一種調諧濾波器的失諧度檢測方法

有效

• 申請號: 201310303820.3
• 申請日: 2013-07-18
• 公開（公告）號: CN103412209A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 同向前;鄧亞平
• 申請（專利權）人: 西安理工大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 李娜

1.一種調諧濾波器的失諧度檢測方法，其特征在于，具體按照以下步驟實施：

步驟1：利用電壓互感器TV1和TV2分別取出濾波電容器和電抗器上的電壓u_C、u_L后，經過h次諧波電壓幅值檢測單元I、II，計算出u_C、u_L中的h次諧波分量的幅值U_Ch、U_Lh；

步驟2：由做差單元計算得到U_Ch、U_Lh的差值（U_Lh-U_Ch）；

步驟3：由求和單元計算得到U_Ch、U_Lh的和值（U_Lh+U_Ch）；

步驟4：將（U_Lh-U_Ch）與（U_Lh+U_Ch）經過除法運算單元后求得（U_Lh-U_Ch）/（U_Lh+U_Ch），即為濾波器在h次諧波頻率下的失諧度。

2.根據權利要求1所述的調諧濾波器的失諧度檢測方法，其特征在于，所述的步驟1中計算出u_C、u_L中的h次諧波分量的幅值U_Ch、U_Lh，具體按照以下步驟實施：

假設u_C（t）、u_L（t）中含有基波分量u_C1（t）、u_L1（t）和一系列諧波分量u_Cn（t）、u_Ln（t），其中h次諧波分量是要檢測出來的目標諧波分量，以基波分量為相位參考基準，則原始信號u_C（t）、u_L（t）表達為：

uC(t)=uC1(t)+Σn≠huCn(t)+uCh(t)=A1sin(ωt)+Σn≠hAnsin(nωt+θn)+Ahsin(hωt+θh),]]>

uL(t)=uL1(t)+Σn≠huLn(t)+uLh(t)=B1sin(ωt)+Σn≠hBnsin(nωt+θn)+Bhsin(hωt+θh),]]>

將上式分解后得：

uC(t)=A1sin(ωt)+Σn≠hAnsin(nωt+θn)+[ahsin(hωt)+bhcos(hωt)],]]>

uL(t)=B1sin(ωt)+Σn≠hBnsin(nωt+θn)+[phsin(hωt)+qhcos(hωt)],]]>

采用窗口平移快速傅里葉變換，在時刻t時的h次諧波幅值在正弦和余弦正交坐標基上的分量表示為：

ah(t)=2T∫t-TtuC(t)sin(hωt)dt]]>

bh(t)=2T∫t-TtuC(t)cos(hωt)dt,]]>

ph(t)=2T∫t-TtuL(t)sin(hωt)dt]]>

qh(t)=2T∫t-TtuL(t)cos(hωt)dt,]]>

對上式作離散化處理，得：

ah(k)=2NΣi=k-N+1kuC(i)sin(h2πNi)]]>

bh(k)=2NΣi=k-N+1kuC(i)cos(h2πNi),]]>

ph(k)=2NΣi=k-N+1kuL(t)sin(h2πNi)]]>

qh(k)=2NΣi=k-N+1kuL(t)cos(h2πNi),]]>

令：

Δa_h(k)=a_h(k)-a_h(k-1)

Δb_h(k)=b_h(k)-b_h(k-1)

Δp_h(k)=p_h(k)-p_h(k-1)，

Δq_h(k)=q_h(k)-q_h(k-1)

則得到一組適用于微控制器的遞推增量式檢測算法：

uCh(k)=ah(k)sin(h2πNk)+bh(k)cos(h2πNk)]]>

uLh(k)=ph(k)sin(h2πNk)+qh(k)cos(h2πNk),]]>其中：

a_h(k)=a_h(k-1)+Δa_h(k)

b_h(k)=b_h(k-1)+Δb_h(k)

p_h(k)=p_h(k-1)+Δp_h(k)

q_h(k)=q_h(k-1)+Δq_h(k)，

Δah(k)=2N[uC(k)sin(h2πNk)-uC(k-1)sin(h2πN(k-N))]]]>

Δbh(k)=2N[uC(k)cos(h2πNk)-uC(k-1)cos(h2πN(k-N))]]]>

Δph(k)=2N[uL(k)sin(h2πNk)-uL(k-1)sin(h2πN(k-N))]]]>

Δqh(k)=2N[uL(k)sin(h2πNk)-uL(k-1)sin(h2πN(k-N))],]]>

式中，N為離散傅里葉變換的數據長度，即一個基波周期中原始信號的采樣點數；

濾波電容器和電抗器上的電壓u_C、u_L中的h次諧波分量的幅值U_Ch、U_Lh分別為：

UCh=ah(k)2+bh(k)2,]]>

ULh=ph(k)2+qh(k)2.]]>