[發(fā)明專利]一種基于復(fù)合廣義積分的FBD諧波檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010574586.8
• 申請日: 2020-06-22
• 公開（公告）號: CN111693813A
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）人: 四川大學(xué)
• 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(wù)所(普通合伙) 51217
• 代理人: 潘育敏

一種基于復(fù)合廣義積分的FBD諧波檢測方法。通過觀測虛擬磁鏈代替?zhèn)鹘y(tǒng)FBD諧波檢測法中的鎖相環(huán)。虛擬磁鏈通過降階廣義積分和二階廣義積分相結(jié)合的復(fù)合廣義積分結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀測。前級降階廣義積分實現(xiàn)對電網(wǎng)電壓的正負(fù)序分離，后級二階廣義積分生成與電網(wǎng)電壓矢量正交的虛擬磁鏈信號并進(jìn)一步抑制諧波。在檢測中加入了鎖頻環(huán)和直流量消除結(jié)構(gòu)，實現(xiàn)整個復(fù)合廣義積分的頻率自適應(yīng)和直流分量抑制，大大提高了檢測方法的適用性。本發(fā)明解決了目前改進(jìn)的FBD檢測法在電網(wǎng)電壓嚴(yán)重畸變工況下檢測精度不夠好和結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，提供了一種不需要后期計算便可以直接實現(xiàn)正負(fù)序分離、內(nèi)存消耗小、結(jié)構(gòu)簡單可靠的基于復(fù)合廣義積分的FBD諧波檢測方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電力系統(tǒng)的諧波檢測方法，具體是一種基于復(fù)合廣義積分的FBD諧波檢測方法。

背景技術(shù)

電力系統(tǒng)發(fā)展到今天，已有大量的電力電子設(shè)備和各種非線性負(fù)荷接入電網(wǎng)，電網(wǎng)諧波污染愈發(fā)嚴(yán)重，若不加以治理，將嚴(yán)重影響電網(wǎng)穩(wěn)定、安全運(yùn)行。有源濾波器作為治理諧波的一種有效設(shè)備，已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。其中諧波檢測部分是有源濾波器的關(guān)鍵部分，保證有源濾波器功能高效實現(xiàn).當(dāng)前有許多諧波檢測方法，包括快速傅里葉變換法和瞬時無功功率法等，相比于其他諧波檢測方法，F(xiàn)BD諧波檢測法具有結(jié)構(gòu)簡單，無復(fù)雜坐標(biāo)變換的優(yōu)點。

在能精確獲得電網(wǎng)電壓相位信息的情況下，F(xiàn)BD諧波檢測法可以快速準(zhǔn)確檢測出電網(wǎng)諧波。但傳統(tǒng)的FBD諧波檢測法通過鎖相環(huán)檢測電網(wǎng)電壓相位，而鎖相環(huán)僅能在電網(wǎng)電壓平衡無畸變的工況下精準(zhǔn)鎖相，因此傳統(tǒng)FBD諧波檢測法適應(yīng)性差，難以滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)的需求。介于此，各種改進(jìn)的諧波檢測方法被提出。

目前對FBD檢測法的改進(jìn)主要集中在對其鎖相環(huán)(phase-locked loop,PLL)的改進(jìn)。第一種是坐標(biāo)變換的方法，包括雙同步、多同步坐標(biāo)變換，但坐標(biāo)變換的方法比較復(fù)雜，需要多個解耦環(huán)節(jié)。第二種則是采用積分器產(chǎn)生電壓同步信號，包括正弦幅值積分、降階廣義積分、二階廣義積分器以及級聯(lián)二階廣義積分器等，但這幾種積分器在檢測精度和結(jié)構(gòu)復(fù)雜性上都具有一定的提高空間。當(dāng)前亟需提出一種結(jié)構(gòu)簡單、檢測結(jié)果精確的方法，以滿足現(xiàn)代電力系統(tǒng)的要求。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種結(jié)構(gòu)簡單，不需要后期計算便可以直接實現(xiàn)正負(fù)序分離、內(nèi)存消耗小、檢測結(jié)果精確的基于復(fù)合廣義積分的FBD諧波檢測方法。

本發(fā)明的目的是這樣達(dá)到的：

基于復(fù)合廣義積分的FBD諧波檢測方法，通過觀測虛擬磁鏈代替?zhèn)鹘y(tǒng)FBD諧波檢測法中的鎖相環(huán)；虛擬磁鏈通過降階廣義積分和二階廣義積分相結(jié)合的復(fù)合廣義積分結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀測：前級降階廣義積分實現(xiàn)對電網(wǎng)電壓的正負(fù)序分離，后級二階廣義積分生成與電網(wǎng)電壓矢量正交的虛擬磁鏈信號并進(jìn)一步抑制諧波；具體步驟是：

步驟1：由電網(wǎng)電流和與電網(wǎng)電壓同步的正余弦信號獲得等效有功電導(dǎo)G_p(t)：

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

步驟2：獲得的等效有功電導(dǎo)經(jīng)過低通濾波器得到直流等效有功電導(dǎo)將直流等效有功電導(dǎo)與相應(yīng)正余弦信號相乘得到三相基波正序有功電流；當(dāng)有源濾波器既補(bǔ)償諧波又補(bǔ)償無功時，將電網(wǎng)電流與基波正序有功電流做差，得到補(bǔ)償指令信號；當(dāng)有源濾波器僅補(bǔ)償諧波電流時，將電網(wǎng)電流與基波正序有功電流和無功電流做差，得到補(bǔ)償指令信號；