【JBO竞博最新官方网站】基于瞬时无功功率理论的谐波和无功电流检测

1章节20世纪80年代后，电力电子技术很快发展。各种变频器、变流器、开关电源和电抗器的应用于日益激增。随之产生的谐波污染也日益严重，导致电力系统电压、电流相当严重畸变。

影响仪器仪表长时间工作，减少电力器件损耗，严重威胁电力系统安全性运营。目前，谐波污染早已沦为电力系统的相当严重公害之一．解决问题电力系统谐波问题变得最为急迫。

电力系统谐波问题涉及面很广，还包括谐波检测、谐波分析、谐波源分析、电网谐波潮计算出来、谐波诱导、谐波标准等。谐波检测是谐波问题中的一个最重要分支，是解决问题其他谐波问题的基础。

电力系统的谐波由于不受随机性、产于性、非平稳性等因素影响，对其展开精确检测并非易事。随着电力电子装置的广泛应用，使得谐波和力阻问题沦为了研究的热点。日本学者赤木泰文于1983年明确提出了三相电路瞬时无功功率理论，又称作pq理论，为三相电路谐波和力阻检测明确提出了新的方法。

2基于ip一iq的三相瞬时无功功率理论为了解决pq理论检测时不受电压质量影响的不足之处，pq理论经过大大的发展和完备，构成ip一iq为基础的三相瞬时无功功率理论。该理论的核心思想在于把符合ia+ib+ic=0的三相电流经过含零序分量的Park转换获得ip，iq。即：可以显现出，此时电流的检测只与A相电压的电角度t有关，而电压波的畸变对检测结果没影响。

其中C32是三相到两相的坐标变换阵；Cpq是转动坐标变换阵。当三相电流平面时，被检测电流为：式中，k为整数，是角频率，Ikm和k为各次电流的幅值和初相。将(2)式代入(1)式得下式：当k=l、7、13时取上符号；k=5、11、17时拆下符号。

若滤去(3)式中的交流分量可得：由(4)式由此可知，与传统意义上的基波分量的军功电流和力阻电流比较不应。因为ip和iq可经LPF分离出来而获得直流分量,若将同时反转换，可获得基波分量iaf，ibf，icf如下式：式中C23是两相到三相的坐标变换阵。

进而可得谐波电流iah，ibh，ich为：对谐波电流iah，ibh，ich更进一步分析，可得出结论三相交流电中所不含的古志谐波的具体情况，从而可实现对古志谐波动态检测和有针对性的滤波掌控。如果只将iq作(1)式的反转换，获得力阻电流分量的瞬时值iaq，ibq，icq，如下式：由式(7)可无延时地分离出三相交流电中的瞬时力阻电流，在实践中可根据该电流值设计控制系统，构建较慢的力阻补偿。可以显现出，三相电路瞬时无功功率理论的明确提出，为较慢的检测力阻电流和高次谐波电流获取了理论基础。

3基于无功功率理论的谐波和力阻电流检测三相瞬时无功功率理论明确提出后，由于其在检测电流时的实时性，迅速被用作电力系统谐波和力阻电流的检测。并随着该理论的更进一步发展，为首长成各种检测方法。其中具备代表性的有：p一q检测法、ip-iq检测法。

下面辩论pq的检测方法：该方法根据定义求出pg，当电压波无畸变时(即为标准正弦波)，而电流中所含力阻分量人与自然波分量：式中，k为整数回应谐波次数，是角频率；Ikm和k为各次电流的幅值和初相。将(8)式转换到坐标系中并代入(5)式中得：式中，n=3k+1。

当n=3k+1时，计算出来式(9)中取上符号；当n=3k一1时，计算出来式(9)所取下符号。可以显现出，(9)式可以分为两部分，其中前半部分成直流分量对应n=1时，即功率中的基波军功和基波力阻。后半部分成交流部分的功率对应nl时，即功率中的古志谐波军功和力阻。用该检测方法检测谐波时的计算出来框图如图1右图。

该检测方法详述如下，首先对取样获得的三相电压、电流值ua、ub、uc和ia、ib、ic展开转换，获得u、u和i，i；再行由定义求出p，q；通过低通滤波器获得p，q中的直流分量p,q；将p，q言和展开反转换获得三相电流中的基波电流分量iaf、ibf、icf。用三相电流ia、ib、ic乘以基波电流分量iaf、ibf、icf获得电流中的古志谐波分量iah、ibh、ich当电网电压无畸变时，从上面的推论可以显现出基波电流分量iaf、ibf、icf的检测是精确的，从而古志谐波分量iah、ibh、ich的检测值也是精确的。下面辩论当电网电压有畸变时的检测情况。

另设电网电压为：由上式可以显现出，直流分量p，q不仅所含基波军功功率(无功功率)还所含古志谐波产生的军功功率(无功功率)，因此由该式求出的三相电流中的基波电流分量iaf、ibf、icf必定不存在误差，从而使检测到的古志谐波分量iah、ibht、ich也必定经常出现误差。这也是p-q检测算法仅次于的不足之处。要检测谐波电流和力阻电流的和电流，从而展开综合补偿，则可使用图2检测框图。在该检测检测框图中，只对p展开了低通滤波处置，而q不展开滤波。

将p，q展开反转换获得三相电流中的基波电流分量iaf、ibf、icf，此时iaf、ibf、icf中只所含基波军功电流分量；用三相电流ia、ib和ic乘以基波电流分量，iaf、ibf、icf获得电流中的古志谐波和力阻电流的和电流iah+q、ibh+q和ich+q。4结语精确、动态地检测出有电网中的谐波电流和力阻电流是诱导谐波和力阻补偿的关键。

依据瞬时无功功率理论，对三相谐波电流展开了检测。证明了基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法的可行性及有效性，为诱导谐波和力阻补偿获取精确、动态的谐波及力阻分量。

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