同相牵引供电系统中频率变化对电流检测方法的研究

传统的三角函数正交法与基于瞬时无功功率理论的单相电流检测法尽管能快速检测出负载的基波有功电流,但都需要用到单相锁相环和低通滤波器。而锁相环与滤波器特有的相位延时,特别是单相锁相环锁定电压源时会产生初期的相位偏差,加上上述检测方法是基于电力系统中频率不变的情况下,没有考虑频率变化对锁相环的影响。故在实际应用中单相锁相环对电源电压的锁定会产生更严重的相位偏差,使检测到的基波有功电流与基波无功电流准确性大大降低。基于上述问题,提出了一种基于Scott平衡变压器结合平衡变换装置的同相牵引供电系统模式下,结合均值滤波器的快速响应能力,与加法器、乘法器等器件得到同步电压源的单位正余弦信号,用来代替传统的单相锁相环。改进型的电流检测方法能在频率变化时快速准确锁定要跟踪的电压源,使后期检测的基波有功电流与基波无功电流更加准确。理论与仿真验证了该检测方法的优越性与可行性。     

基于同步旋转平均值理论的三相谐波电流检测法

针对非理想电压下不能获取基波正序有功和无功电流的问题,以及低通滤波器所引起的延时问题,此外还有谐波电流检测的精确性问题,本文提出了同步旋转平均值理论的电流检测法.它通过平均值理论代替低通滤波器缩短了系统延时,对三相电压和电流同时进行同步旋转坐标变换解决了锁相环的相位问题,利用负载电流与基波正序电流和负序电流的差值获得了...     

无锁相环单相电路谐波及无功电流综合检测新方法

提出了新的无锁相环单相电路谐波及无功电流综合检测方法.该种方法不需要锁相环电路,只需要通过构造任意初相位的基频正余弦信号,再与负载电压和电流经过相关变换后,就能分离出电压的基波分量,以及电流的基波有功分量,从而最终检测出电路的谐波与无功综合电流.在电网电压无畸变和存在畸变两种情况下分别进行了仿真.仿真结果证实其能够实现电网在有源滤波器的作用下只提供负载基波有功分量的目的,且不受电网电压畸变影响.     

无锁相环单相电路谐波及无功电流综合检测新方法

提出了新的无锁相环单相电路谐波及无功电流综合检测方法。该种方法不需要锁相环电路,只需要通过构造任意初相位的基频正余弦信号,再与负载电压和电流经过相关变换后,就能分离出电压的基波分量,以及电流的基波有功分量,从而最终检测出电路的谐波与无功综合电流。在电网电压无畸变和存在畸变两种情况下分别进行了仿真。仿真结果证实其能够实现电网在有源滤波器的作用下只提供负载基波有功分量的目的,且不受电网电压畸变影响。     

具有不平衡负载的功率因数补偿策略的研究

将单相谐波和无功电流检测方法应用于三相系统中。在每相中分别采用与电网电压同频同相的单位正弦和余弦信号与该相负载电流相乘,经过低通滤波和处理后得到各相的瞬时基波有功电流和瞬时基波无功电流,进一步可得到谐波指令电流,和补偿谐波、无功及不平衡电流的指令电流,通过该电力滤波器补偿后,解决了三相不平衡问题,得到高的功率因数。通过仿真研究,证明了该方法的正确一性。     

一种检测单相电路无功与谐波电流的跟踪算法

有源滤波器是改善电能质量的一种有效手段,它要求快速准确地检测出负载电流中的谐波和无功分量.针对单相系统瞬时谐波与无功检测方法算法复杂的问题,根据有功和无功功率定义,提出一种检测单相瞬时无功与谐波电流的快速跟踪算法.该方法通过在一个计算周期内,用低通滤波器和锁相环电路得到与电源电压基波同相频的标准正弦波与负载电流乘积后,采样存入采样数据存储队列,然后比较队列中基波周期前后一段数据来快速跟踪有功电流,从而得到实际补偿的谐波和无功电流.仿真表明该方法正确可行,在一个周期内可以实现对补偿电流的准确提取,而且对电流变化跟踪效果好,防干扰能力强.算法简单快速,只需两个乘法器,易于实现.     

一种新的基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测算法

有源电力滤波器如果要同时补偿谐波及无功电流,能精确检测基波有功电流极为重要.针对传统ip-iq算法在三相电压不对称时,基波有功电流和无功电流的检测存在误差,提出了一种新的谐波电流检测算法,用α相正序基波电压eα来代替传统ip-iq算法中的锁相环单元,并对这两种算法进行仿真研究,结果表明在三相电压不对称时,仍能精确、快速、实时地检测基波有功和无功电流,值得应用推广.     

基于对称分量法的三相电路谐波和无功电流检测新方法

提出一种基于对称分量法的谐波和无功电流检测新方法。首先将三相电路作为三个单相处理,分别检测出各相电流基波有功分量和基波无功分量的幅值,由对称分量法推导出三相电流正序基波有功分量和正序基波无功分量幅值与各相电流基波有功分量和基波无功分量幅值的关系。而三电流正序基波有功分量分别与该相电网电压同相,正序基波无功分量与该相电网电压垂直,从而可以根据补偿目的直接组合出所要求的电流量。     

并联型有源电力滤波器两种控制方法的性能分析

通过分析有源电力滤波器的补偿谐波的工作原理,提出了一种基于功率平衡双闭环的新型控制方法,将逆变器输出电流的参考值直接从负载电流中减去基波有功分量,消除了谐波检测的过程,控制更简单,但稳态误差大,动态稳定性差.在此基础上提出了基于瞬时无功理论负载谐波电流前馈的控制方法,采用三相锁相环对电网电压的相位进行跟踪锁定,使谐波电流检测、系统谐波及无功补偿更精确.通过Matlab仿真研究及对两种方法的性能进行对比,加负载谐波电流前馈能起到更好的补偿效果.     

无锁相环单相无功谐波电流实时检测方法

在基于ip-iq和d-q法的单相、三相电路检测方法中,检测性能受锁相环的输出信号误差制约。不带锁相环的检测方法难以分离出基波有功、基波无功电流。文中提出预设一个任意频率、任意相位的正弦参考信号代替锁相环的无锁相环单相检测方法,能同时检测出基波有功、基波无功和谐波,具有延时小、受频差、电压畸变影响小、可自动跟踪电源频率的特性。文中结论的正确性在于可靠提取低频信号,讨论了采用低通滤波器和积分法提取低频信号的特性,结果显示采用后者,具有更好的检测精度和动态性能。理论结果和仿真证实了方法的正确性。     

基于DFT的无锁相环三相有功电流实时检测方法

在基于瞬时无功功率和傅里叶变换等的单相、三相电路谐波检测方法中,检测性能受锁相环的输出信号误差制约,而不带锁相环的检测方法难以分离基波有功、无功电流.考虑电网电压不对称且畸变的情况,文中提出一种基于迭代DFT变换的无锁相环三相有功电流、无功电流检测方法.利用αβ变换将三相变为两相,并将α轴和β轴分量构成复数,经迭代DF...     

一种检测单相瞬时无功与谐波电流的新方法

有源滤波器作为改善电能质量一种有效的手段,它要求快速准确地检测出负载电流中的谐波和无功分量。针对单相系统瞬时谐波与无功检测方法算法复杂的问题,提出了一种新的检测方法,并详细分析了低通滤波器的选取,低通滤波器的阶数越高,截止频率越低,检测算法的稳态精度越高,暂态性能越差。该法能实时准确地检测出负载电流中的基波有功分量,进而实现谐波与无功电流的瞬时补偿。仿真研究表明该法简单可靠,电路实现容易,且不需要锁相环,克服了系统频率漂移的影响,在2~3个周期内实现了补偿电流的准确提取,有效解决了单相系统中谐波和无功电流检测中存在的问题。     

一种改进的无功及谐波电流检测方法

有源电力滤波器的工作性能很大程度上取决于是否能够准确、实时地检测无功及谐波电流。针对单相系统瞬时无功与谐波检测算法复杂的问题,提出了一种改进的检测方法。不需要锁相环(PLL)和复杂的硬件电路,利用正交波形特性检测出电压相位,不仅减少了计算量,并且可根据需求分别检测出总谐波电流或特定次谐波的大小。该算法还能直接推广应用于三相三线制、三相四线制系统无功及谐波电流检测。     

畸变电流实时检测的无锁相环正交变换法研究

畸变电流的实时检测是有源电力滤波器控制的基础,是决定有源电力滤波器工作特性的关键因素之一,提出一种无锁相环正交变换的畸变电流实时检测新方法.该法可检测出三相三线制系统基波电流的正、负序分量,并将其相加得到基波电流,三相电流减去基波电流便得到畸变电流;而去掉锁相环,通过预设正交变换矩阵中的角频率,从而简化电路,并解决了锁...     

一种基于单位功率因数控制的有源电力滤波器

为解决谐波污染、改善电能质量,采用基于单位功率因数的控制方法,提出了一种只需检测系统侧电流及逆变器直流电容电压,而无需实时检测、计算负载谐波电流,直接控制系统侧电流为与电网电压同相的标准正弦波的控制方法,其补偿电流的控制策略采用比例积分控制和三角波调制。按照H桥逆变器的单极性脉宽调制的主电路研制了一台高性能的5kVA单相有源电力滤波器实验样机。理论分析、仿真及实验结果证明该有源电力滤波器可同时实现补偿负载无功及谐波电流,控制简单且具有良好的动态性能。     

无锁相环ip-iq检测任意次谐波电流的新方法

电力有源滤波器是补偿电力系统谐波及无功功率的重要装置,其关键的环节是实时准确地检测出谐波电流。为了检测出任意次谐波电流,消除其对电网的危害,提出了基于瞬时无功理论的无锁相环ip-iq检测方法,该法可检测三相三线制不对称系统任意次谐波的正、负序分量,并将其相加得到任意次谐波电流,而无锁相环ip-iq检测法中的变换矩阵中的频率换为一个固定值可省去传统ip-iq检测方法中锁相环,简化了电路。理论分析表明,ip-iq变换过程中频率偏差不影响检测结果,且可通过设置变换矩阵频率实现对任意次谐波的检测。仿真结果证实了本文所提出新方法的准确性。     

适用于电气化铁路的单相注入式混合有源滤波器

提出了一种适用于电气化铁路的新型单相注入式混合有源滤波器。这种新型有源电力滤波器能够补偿一定的无功,注入支路通过添加基波谐振支路的方法大大降低了有源滤波器的容量,克服了电网基波电压对装置的影响。并详细分析了系统的滤波原理,提出了基于卡尔曼增益自调整的改进型动态谐波含量估计方法,能够快速准确的跟踪检测电网谐波电流,并且克服了电力机车等冲击性负荷引起的电网电压畸变对谐波检测精度的影响;提出了基于逆变器两侧能量平衡的电流控制方法使有源部分吸收或释放一定有功或无功功率及产生与注入支路回灌谐波电流相反的抑制电流,然后联合电网谐波电流跟踪控制以获得系统参考信号,保证了直流侧电压的稳定,提高了装置可靠性,增强了系统滤波性能。仿真和实验结果表明这种新型单相注入式混合有源电力滤波器可靠性较高,满足电气化铁路所带电力机车等冲击性负荷的要求,可获得良好的滤波效果。     

动态电压质量问题检测方法

就目前电能质量问题中常见的电压波动(骤升、骤降、闪变、谐波)检测技术进行了探讨。对经典的和目前众多热点研究的电压波动检测技术进行了分析,包括锁相技术中的过零锁相和软件锁相环(SPLL),以及波动特征量检测中的均方根值法、dq0变换法、改进窗口傅里叶变换法及研究最多的小波变换法,并对各种算法的优、缺点和适用范围作了分析、比较。过零锁相即硬件锁相(PLL)由鉴相器、环路滤波器、压控振荡器及分频器组成,其原理和结构较简单,但动态性能较差,且在畸变电压输入时锁相效果变差;软件锁相环是一种基于瞬时无功理论的锁相方式,其结构比较简单、动态响应速度快、能准确地锁定电源电压的基波正序分量,对谐波有很强的抑制作用,一般无需滤波环节。最后,对电压波动检测技术进行了总结。     

一种先进的APF补偿电流自适应检测法

针对有源电力滤波器(APF)设计过程中,在检测谐波电流时要满足实时性强和精确度高的要求,在传统自适应检测方法的基础上,提出了一种先进的三相APF系统补偿电流自适应检测方法。该方法结合了空间矢量变换与自适应干扰对消的原理,克服了传统自适应检测方法存在的固有局限性,具有较强的自适应性,在系统电流严重畸变时,能实时高精度地检测出三相系统中的各相谐波分量,同时可检测出基波正、负序分量。文中详细分析了检测电路的频率特性,该检测电路采用锁相环产生参考电压和在积分器前串接低通滤波器,并通过广义矢量变换矩阵取代传统变换矩阵的方法,大大提高了系统检测精度和动态响应特性。该方法同样适应于电压各分量的检测。实验结果证明了该检测方法的正确性和优越性。