[發明專利]一種基于復合廣義積分的FBD諧波檢測方法

在審

• 申請號: 202010574586.8
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111693813A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發明（設計）人: 曾成碧;李蘇丹;苗虹;童廣;朱胤杰;王翰文;陳林
• 申請（專利權）人: 四川大學
• 主分類號: G01R31/00
• 分類號: G01R31/00;G01R19/00;H02J3/01
• 代理公司: 成都睿道專利代理事務所(普通合伙) 51217
• 代理人: 潘育敏

1.一種基于復合廣義積分的FBD諧波檢測方法，其特征在于：通過觀測虛擬磁鏈代替傳統FBD諧波檢測法中的鎖相環；虛擬磁鏈通過降階廣義積分和二階廣義積分相結合的復合廣義積分結構進行觀測：前級降階廣義積分實現對電網電壓的正負序分離，后級二階廣義積分生成與電網電壓矢量正交的虛擬磁鏈信號并進一步抑制諧波；具體步驟是：

步驟1：由電網電流和與電網電壓同步的正余弦信號獲得等效有功電導G_p(t)

式中，u為電網電壓，u＝[u_a,u_b,u_c]^T，i為電網電流，i＝[i_a,i_b,i_c]^T，分別為n次諧波電流正序和負序幅值；分別為n次諧波電流正序和負序的初相角；

步驟2：獲得的等效有功電導經過低通濾波器得到直流等效有功電導將直流等效有功電導與相應正余弦信號相乘得到三相基波正序有功電流；當有源濾波器既補償諧波又補償無功時，將電網電流與基波正序有功電流做差，得到補償指令信號；當有源濾波器僅補償諧波電流時，將電網電流與基波正序有功電流和無功電流做差，得到補償指令信號；

步驟3：與電網電壓同步的正余弦信號由虛擬磁鏈觀測模塊和正余弦信號計算模塊獲得：首先通過Clark變換，將電網三相電壓信號變換為靜止坐標系下的兩相信號，此信號經過虛擬磁鏈觀測模塊生成與電網電壓矢量正交的虛擬磁鏈，虛擬磁鏈再輸入至正余弦信號計算模塊計算生成與電網電壓同步的正余弦信號；

步驟4：虛擬磁鏈通過復合廣義積分結構來觀測，復合廣義積分由降階廣義積分與二階廣義積分相串聯的方式實現；前級降階廣義積分對來自電網的電壓信號進行正負序分離，輸出的電網電壓正序信號作為后級二階廣義積分的輸入，在二階廣義積分正交特性的作用下獲得與電網電壓矢量同相的電壓信號和與電網電壓矢量正交的虛擬磁鏈信號

步驟5：對鎖相電路輸出的虛擬磁鏈計算獲得與電網電壓同步的正余弦信號，已知電網電壓矢量角θ_e與虛擬磁鏈角θ存在關系電網電壓矢量角又滯后電網A相電壓相位角θ_a90°，因此，與電網電壓同步的正余弦信號表示為：

步驟6：在前級降階廣義積分器加入鎖頻環實現整個復合廣義積分的頻率自適應，避免由于電網頻率偏移造成的諧波檢測精度下降；

步驟7：引入后級二階廣義積分的誤差信號，通過虛擬磁鏈與誤差信號做差的方式消除直流分量的影響；

步驟8：將正余弦發生器輸出的正余弦信號代入FBD諧波檢測方法中，精確檢測電網諧波。

2.根據權利要求1所述的基于復合廣義積分的FBD諧波檢測方法，其特征在于：所述在步驟6中，在前級降階廣義積分器加入鎖頻環，鎖頻環的輸入信號包括兩部分，一部分是α軸的誤差信號與其正交信號的乘積，另一部分是β軸的誤差信號與其正交信號的乘積；輸入信號含有ω′-ω這一頻率估計所需要的誤差信號，ω′為鎖頻環輸出頻率，ω為電網頻率；當ω′ω，大于0，反之小于0；當經過一個負的增益系數和積分控制器，使此時ω′＝ω，實現頻率自適應。

3.根據權利要求1所述的基于復合廣義積分的FBD諧波檢測方法，其特征在于：降階廣義積分器的輸出為二階廣義積分器的輸入，經過前級降階廣義積分的正負序分離以及濾波作用，二階廣義積分的輸入信號僅包括電壓正序基波和直流量；二階廣義積分的輸入到誤差的傳遞函數具有陷波特性，陷波頻率與基波頻率相等，因此二階廣義積分器的誤差信號僅有直流量，采用虛擬磁鏈與誤差信號做差就可消除直流分量的影響。