基于Simulink的基波电流提取算法仿真与分析

针对大量非线性负荷接入电网所产生的谐波问题,以瞬时无功功率理论为基础,对p-q法和i_p-i_q法进行了理论分析,理论推导了两种方法在电压无畸变和有畸变情况下基波电流提取的准确度。在此基础上分别搭建了基于p-q法和i_p-i_q法的Simulink仿真模型,结果表明i_p-i_q法在两种情况下都能准确提取基波电流,而p-q法在电压畸变情况下会产生误差,验证了理论分析的正确性。     

SAPF两种谐波检测方法的分析和应用

介绍了基于瞬时功率理论的静止坐标和旋转坐标下的p-q法和ip-iq法两种谐波检测方法。通过matlab7.0建立仿真模型,并结合有电动钻机的电网中SAPF的试验加以分析。结果表明,p-q法只在电源电压无畸变情况下才能有效的检测电流谐波,而ip-iq法在电源电压有无畸变情况下都能准确的检测出谐波分量。     

对p-q谐波检测算法的改进与仿真分析

提出了一种改进的p-q谐波检测算法。先通过理论分析推导出了一种计算基波正序电压的新方法,根据计算方法构造了基波正序电压的检测框图,然后让基波正序电压参与谐波检测过程的运算,这样避免了谐波电压和不平衡电压对运算结果的影响,最后对改进后的算法进行了Matlab仿真分析,仿真结果表明即使在电网电压不平衡、畸变的条件下该算法仍能准确的检测出谐波电流,改进后的算法弥补了传统算法的不足,使实际谐波检测效果更快、更好。     

电网谐波有功分量的分析与处理

引入电压畸变的p-q检测方法对电压、电流波形均有畸变的情况进行有效地检测基波电流与谐波电流的有功分量,进而获得需要补偿的基波无功电流和谐波非有功电流.应用该方法进行有源滤波,既能保证负荷所需的全部有功能量,同时也能降低滤波器本身的容量需求.     

电网畸变不平衡条件下基于MAF-ANF的谐波检测方法研究

有源电力滤波器(Active Power Filter,APF)补偿电流检测环节对其补偿性能有着重要的影响。三相电网电压不对称且畸变时,传统的p-q法和i_p-i_q法无法准确实现对负荷综合补偿。为此文中引入基于滑动平均滤波器-自适应陷波滤波器(MAF-ANF)的方法实现对非理想电网电压条件下网侧电压的处理,得到平衡无畸变的电网电压,并对负载电流处理,得到准确的基波电流正序分量。然后对传统p-q法进行改进,得到了基于MAF-ANF的谐波检测方法,该方法较传统方法谐波检测精度提高,取得了更好的补偿效果。最后通过Simulink仿真证明了在非理想电网电压条件下所提检测算法的正确性和有效性。     

基于Prony算法和改进Budeanu理论的电力系统功率测量研究

传统基于傅里叶变换、小波变换等信号时频变换的电力系统功率测量方法大多没有考虑非整数次谐波(间谐波)的影响,采用一段时间窗的整体计算,不能得到电力系统具体时刻的瞬时功率,无法评估电力系统中的瞬态现象,如衰减谐波、冲击脉冲等。另外,传统方法的测量精度较低,受到采样数据的限制。本文提出了一种基于Prony算法和改进Budeanu理论的电力系统功率测量方法。借鉴Fryze理论和ShepherdZakikhani理论对经典频域功率理论Budeanu理论进行改进,将Budeanu理论推广到非整数次谐波情况。使用Prony算法可以将电压和电流分解为指数函数的线性组合,精确得到频率、振幅、初相和衰减因子等特征,进而可以计算电力系统的瞬时有功功率和无功功率。提出的方法充分考虑了电力系统中的间谐波功率以及衰减谐波、冲击脉冲等瞬态现象,可以计算得到电力系统的瞬时功率,同时具有动态性能好,测试精度高等优点。最后通过算例进行了仿真验证。本文提出的功率测量方法为电力系统非正弦复杂情况下的功率测量、瞬态现象研究及谐波治理提供了一种有效的思路和方法。     

一种改进的瞬时功率算法研究

针对目前电网谐波背景下不同次谐波功率会正负抵消的不合理现象,提出一种改进的瞬时功率理论计算方法。该方法首先将单相电压、电流信号延时构造出三相电压、电流信号,然后通过改变瞬时无功功率理论中p-q坐标系的旋转速度,滤波后得到电压电流中不同频次谐波的信号,最后通过功率转换求得系统的有功功率和无功功率。该方法不仅可以分别对功率进行正反向分别计量,避免电能计量时正反向功率抵消的不合理现象,而且在单相系统和三相系统中均可使用。通过Matlab进行仿真,验证了本文方法的有效性和准确性。     

改进型p-q法在电力系统谐波抑制中的应用

针对传统p-q法存在的问题,提出了一种以p-q理论为基础,通过空间矢量变换使畸变电压达到理想电压的改进型p-q法。在畸变电压（受谐波污染且三相不平衡）条件下利用三相四线制四桥臂有源滤波器进行谐波抑制和无功补偿,并与传统的p-q法进行了比较,MATLAB仿真结果表明,改进型p-q法具有更好的滤波效果。     

基于正交分解的MOA泄漏电流有功分量提取算法

监测金属氧化物避雷器(MOA)泄漏电流的根本目的在于监测MOA因老化、受潮等原因引起的有功功耗的增加和发热等状况.本文应用功率理论对MOA泄漏电流的阻性分量进行了分析,指出当电网电压存在谐波时,泄漏电流中只有与电压同形同相仅幅值相差一个比例系数的分量消耗有功功率.然后根据Fryze的经典功率理论,将泄漏电流正交分解为有功分量与无功分量.利用两者在欧氏函数空间的正交特性,提出了一种提取有功电流分量的新算法,并推导出了该算法的数字化简化公式.最后应用五次多项式拟合方法建立了正常与老化状态下MOA的数学模型,通过仿真算例验证了该算法的正确性与有效性.该算法物理意义明确,从根本上克服了电网电压谐波的影响,可用于MOA的带电检测和在线监测.     

改进的瞬时无功和谐波电流检测理论

常用的瞬时无功和谐波电流检测算法是建立在瞬时无功功率理论的基础上，但是瞬时无功理论存在的缺陷是矢量变换复杂，物理意义不明确。本文在分析Fryze瞬时功率定义的基础上，提出了建立在平均功率基础上的瞬时无功和谐波电流检测的理论，并提出了相应的检测电路，这种算法的物理意义明确，实现电路简单，适用于对称和不对称电路。通过仿真证明了这种算法的正确性。     

p-q法在三相四线制电路谐波检测中的应用

由于C32变换要求三相电流之和为零,p-q谐波检测法一般直接用于三相三线制电路。当p-q法用于三相四线制电路中时,一般的做法是先减去电流中的零序谐波分量。本文提出可以在三相四线制电路中直接用p-q法检测系统的谐波分量,包含零序分量。仿真实验也验证了这种方法是可行的。     

基于Fryze时域无功定义的无功电能的准确计量

针对目前无功功率计量算法在非正弦不平衡条件下的无功功率计量方面准确性的不足,在Fryze时域无功定义的基础上提出了一种适用于非正弦不平衡三相三线制系统的无功功率计量理论。根据Fryze时域无功定义将三相瞬时电流分解为有功电流分量和无功电流分量,并对三相瞬时电压和无功电流分量进行快速傅里叶变换,得到各次谐波无功功率的大小和方向,从而实现对非正弦不平衡三相三线制系统无功电能的准确计量。该方法将无功功率分为正向无功功率和反向无功功率,避免了同一谐波源产生的不同次数谐波的感性无功与容性无功相互抵消的情况。最后通过Matlab仿真验证了这一结论,为非正弦不平衡条件下系统无功电能的准确计量提供了理论依据。     

基于一种最优电流分解方法的电力调节静态补偿特性分析

基于波兰学者提出的一种优化方法,结合电力系统能量传输特性,通过构造拉格朗日函数的方法,分别在单相、三相电路的情形下,推导了特定约束条件下最优电流及各电流分量的表达形式,并给出了最优电流的检测算法;通过仿真分析,验证了该优化方法的补偿效果,该方法明显提高了电路的能量传输效率,并且解释了电源含内阻情况下Fryze理论电流分解的局限性。     

Investigation of the behavior of a three phase grid-connected photovoltaic system to control active and reactive power

In this paper, a photovoltaic (PV) system, with maximum power point tracking (MPPT), connected to a three phase grid is presented. The connection of photovoltaic system on the grid takes place in one stage using voltage source inverter (VSI). For a better utilization of the photovoltaic system, the control strategy applied is based on p-q theory. According to this strategy during sunlight the system sends active power to the grid and at the same time compensates the reactive power of the load. In case there is no sunlight (during the night for instance), the inverter only compensates the reactive power of the load. In this paper the use of p-q theory to supply the grid with active power and compensate the reactive power of the load is investigated. The advantage of this control strategy is that the photovoltaic system is operated the whole day. Furthermore, the p-q theory uses simple algebraic calculations without demanding the use of PLL to synchronize the inverter with the grid.     

基于自然坐标与功率前馈的三相电压型PWM变流器控制

针对三相电压型PWM变流器控制系统,提出一种自然坐标与负载功率前馈控制方法。根据p-q理论在自然坐标下的表征,引入瞬时有功电压和瞬时无功电压的概念。从而基于电网电压定向的矢量控制策略引入PWM变流器的自然坐标控制方法,省去了电网相位检测和坐标系变换,降低控制复杂度。针对PWM变流器矢量控制下直流侧负载(包括有源负载和无源负载)功率波动对直流侧电压产生较大冲击和波动问题,基于功率平衡和p-q理论推导了负载扰动点到三相交流电流指令的前馈通道增益矩阵,提高PWM变流器直流侧稳压控制的鲁棒性。RCP实验证明所提方法的正确性和可行性。     

基于p-q-r法的电力系统谐波检测方法

指出只要三相电压、电流对称，无论电压是否有畸变，在三相四线制电路中用p-q-r法检测系统的谐波电流时，ip,iq中只含有3七次谐波（七为整数）。根据重采样理论，在保证ip,iq中的直流分量Ip,Iq的频谱不混叠的情况下可以对ip,iq进行4倍重采样，针对ip,iq中只含有3七次谐波这一特征可以设计均值滤波器，以减小计算量，提高滤波器的动态响应速度。此外，还可以通过控制r轴电流ir将电压畸变时的中线电流补偿到零。