[發明專利]一種電力系統高次諧波檢測的方法

在審

• 申請號: 202011064552.0
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112595891A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 王輝;袁性忠;朱岸明;袁斌;楊柳;張鵬;張超;岳園園;羅璇;王瑋超;趙剛;賈宏剛
• 申請（專利權）人: 國網陜西省電力公司經濟技術研究院;國網陜西省電力公司
• 主分類號: G01R23/165
• 分類號: G01R23/165
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 張皎

本發明公開了一種電力系統高次諧波檢測的方法，該方法基于i_p?i_q諧波檢測法，利用自適應陷波器對同步坐標系鎖相環進行改進，得到自適應陷波器鎖相環ANF?PLL，實現在電網電壓不平衡且畸變時仍能準確的提取基波正序相位，并使用滑動均值濾波MAF代替低通濾波提高檢測精度。該方法解決本發明了現有技術中存在的諧波檢測法在系統電壓不平衡且畸變時會出現檢測誤差的問題。本發明可用于三相三線制和三相四線制電力系統，具有結構簡單、檢測精度高、便于工程實現等優點。

技術領域

本發明屬于電力工業技術領域，具體涉及一種電力系統高次諧波檢測的方法。

背景技術

近年來，全球面臨化石能源匱乏、環境污染日益嚴重等嚴峻形勢，迫使人們對可再生能源進行開發和利用。將可再生能源轉換為電能，必須利用大量的電力電子裝置，而隨著電力電子裝置的廣泛應用，導致大量的諧波注入電網。諧波問題對電力系統安全、穩定、經濟運行構成潛在威脅，對電力設備危害尤其嚴重，因此對電力系統諧波的研究顯得尤為重要，而電力系統諧波的檢測正是這些研究的首要任務。

目前，常用的諧波檢測方法有：基于頻域分析的離散傅里葉變換及小波變換；基于Fryze時域分析的有功電流檢測法；基于瞬時無功功率的檢測法等。離散傅里葉變換算法需要進行嚴格的同步采樣，由于計算量過大導致運算時間長，在應用于高實時性的補償系統時往往達不到預期的要求。小波變換算法依靠其時間局限性彌補了傅里葉變換中的缺點，但在進行基波選取時往往無法選取到最小基波導致檢測效率降低。基于Fryze時域分析的有功電流檢測法需要計算負載有功功率和電網電壓的有效值，至少有一個周期的延遲，不適用于頻繁變化的負載。基于瞬時無功功率理論的諧波檢測法是目前應用最為廣泛的方法，其優點是電路較簡單，實時性好，可應用于單相和三相系統，但檢測精度受其濾波器的影響。同時上述方法均在系統電壓不平衡且畸變時會出現檢測誤差。

發明內容

本發明的目的是提供一種電力系統高次諧波檢測的方法，解決了現有技術中存在的諧波檢測在系統電壓不平衡且畸變時會出現檢測誤差的問題。

本發明所采用的技術方案是，一種電力系統高次諧波檢測的方法，具體按照以下步驟實施：

步驟1、采樣電網A相電壓e_a、B相電壓e_b和C相電壓e_c，將e_a、e_b和e_c進行克拉克變換C₃₂，得到兩相靜止坐標系下的α軸電壓e_α和β軸電壓e_β；

步驟2、兩相靜止坐標系下的α軸電壓e_α和β軸電壓e_β分別通過自適應陷波器ANF，得到濾除了高頻信號的α軸原始電壓e_α和正交信號S_90°u_α以及β軸原始電壓的e_β和正交信號S_90°u_β；

步驟3、將α軸電壓e_α、S_90°u_α和β軸電壓e_β、S_90°u_β進行正交運算，得到兩相靜止坐標系下α軸的基波正序電壓和β軸的基波正序電壓

步驟4、對α軸的基波正序電壓和β軸的基波正序電壓進行派克變換C，得到同步坐標系下d軸電壓和q軸電壓然后引入閉環控制，通過PI調節器控制q軸電壓分量使得到電網電壓角頻率ω，對ω積分得到電網基波正序電壓相位θ；