基于i_p-i_q改进的谐波和有功电流检测研究

介绍了传统的i_p-i_q谐波检测方法的基本原理,并指出当电压不对称的情况下电流有功分量的幅值和相位会产生误差,针对这种误差提出了一种改进的谐波检测法,该方法通过延时60°的方法快速获取电压正序分量,并结合数学计算获取同步旋转信号,减少了电压不对称而导致的检测误差。利用电流平均值法代替低通滤波器来滤除谐波电流,提高了检测的动态响应和准确性。同时,对于传统方法只能实现谐波总量的检测,该方法可以实现指定次谐波的检测,使检测更具灵活性。最后通过仿真和实验结果验证改进的谐波检测方法的有效性和准确性。     

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...     

无锁相环同步坐标变换检测法的硬件延时补偿

针对谐波检测电路遇到的硬件电路延时和锁相环检测误差问题,分析了无锁相环同步坐标变换检测方法对结果的影响,并引入通用瞬时无功理论中的波形相关系数概念,分析了硬件延时对补偿效果的影响,最终提出了一种无锁相环的、考虑硬件延时补偿的改进型同步坐标变换检测法。该方法通过预设同步坐标旋转角速度,避免了锁相环的检测误差,同时在同步坐标逆变换矩阵中引入相位补偿角对硬件延时进行补偿,具有实施简单、适合数字控制、测量准确,且不受电网电压畸变影响的特点。     

一种基于DSP的高精度谐波检测改进方案设计

介绍了一种基于同步旋转坐标系的以DSP为核心的数模混合型谐波检测设计方案。针对常规方案的缺陷提出了改进信号流的新方案。它有效地整合了模拟和数字的优势，基于低速率采样的低通滤波器解决了DSP字长和精度的矛盾，并针对数字系统的时间延迟提出了补偿策略。实验结果表明，该方案硬件简单、成本低，可实现高精度、无延迟的谐波检测。     

谐波检测算法中Butterworth低通滤波器优化设计及实现

实时精确的检测出谐波电流是保证有源滤波器(APF)稳定运行的最根本要求。推导发现,低通滤波器(LPF)的优化设计在谐波检测算法中占据非常重要的地位。针对Butterworth数字低通滤波器存在的稳态误差与动态响应时间之间的矛盾,详细推导了一种新的运用在dq旋转坐标上的Butterworth数字低通滤波器的数学模型,其能够较好地调节两者之间的关系,并在Matlab中进行仿真研究,证明其稳定可靠且响应快,最后又在DSP平台实验验证了其可行性。     

一种基于准均匀采样的电力谐波分析方法

针对电力谐波的准同步加窗分析法存在所用信号周期多、计算复杂和谐波泄漏分布不均匀等问题,基于准均匀采样提出了一种仅需1个信号周期特别适于单片机快速、准确实现的电力谐波分析方法。准均匀采样的时间离散误差不随连续采样而积累,在1个信号周期内取2的整数次幂个同步采样点,直接采用FFT算法即可实现谐波分析。基于信号的基波近似,并假设信号采样时的时间离散误差和幅值量化误差均服从均匀分布,对采用准均匀采样的电力谐波估计误差进行了分析。给出了基于准均匀采样电力谐波分析的算法和具体实现流程,流程中通过长整型变量对采样时间进行精确控制,算法简单高效。最后对准均匀采样谐波分析算法进行了仿真,结果表明基于通用单片机即可实现电力谐波的快速、准确分析。     

基于旋转因子变换的频点能量插值谐波检测算法

IEC标准采用10周波组或子组算法来测量谐波和间谐波,其缺陷是无法精确测量各分量的频率、幅值和相位参数,且在非同步采样时有较大误差。通过对IEC标准下非同步采样的信号进行频域旋转因子变换,根据变换后的频点能量分布,从能量角度提出了基于旋转因子变换的频点能量插值算法,消除了非关注分量对计算分量的旁瓣干涉,实现了谐波、间谐波准确辨识和精确测量。仿真结果验证所提算法的有效性,并具有优良的抗噪性能,能满足IEC标准和工程测量要求。     

基于ip-iq法的改进谐波电流检测方法

针对现有谐波电流检测算法难以准确检测次同步谐波和超同步谐波电流的问题,提出了一种改进的ip-iq谐波电流检测算法。首先明确了低通滤波器平缓衰减性和动态调节能力不足是谐波电流检测精度不高的根本原因,然后采用在基频附近具有陡峭衰减特性的自调谐滤波器取代低通滤波器,实现了在不降低整数次谐波电流滤除效果的同时加强了次同步谐波和超同步谐波电流的检测效果;通过基于改进双曲正弦函数的自适应滤波算法改善ip-iq算法的动态特性,建立步长参数与谐波补偿电流的函数关系,实现步长参数的动态调整,克服了次同步谐波和超同步谐波电流的时变准稳态特性对谐波检测的不利影响,并通过电流畸变率、谐波含有率指标来评价改进算法的检测效果,仿真实验验证了改进算法的有效性。相较于传统ip-iq谐波电流检测法,本文方法可将谐波电流检测精度提高了23.59%,实现了次同步谐波和超同步谐波环境下对谐波电流的准确检测。     

基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法之误差分析

在电力系统中加装有源电力滤波装置是治理系统谐波的有效措施之一,有源电力滤波装置的谐波电流检测精度直接影响谐波补偿的效果.基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测,是目前有源电力滤波装置中广泛采用的检测方法.深入分析了基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测法中各环节带来的谐波电流检测误差,包括锁相环的频率偏差和相位偏差、数值采样和计算延时、低通滤波器特性对谐波检测精度的影响,提出了减少谐波检测误差的若干具体措施,并通过MATLAB仿真验证了分析的正确性和措施的有效性.     

永磁同步电机用坐标变换的电流谐波抑制方法

针对永磁同步电机在运行过程中电流波形发生畸变、谐波含量高等问题,结合同步旋转坐标变换理论提出一种谐波抑制方法。建立永磁同步电机的数学模型,分析时间谐波和空间谐波的产生原因及对电机正常运行造成的不利影响。采用坐标变化与低通滤波器检测5次与7次谐波,在原有的双闭环系统基础上增加谐波电流环,通过PI控制抑制谐波电流。最后以4k W表贴式磁悬浮永磁同步电动机为对象进行仿真分析和实验验证,仿真和实验的结果表明,采用坐标变换的谐波抑制算法可以有效抑制谐波电流,提高电机相电流的正弦度,对不同原因造成的谐波均有抑制作用,并且具有计算简单、容易实现的特点。     

基于逆系统方法有源滤波器控制策略的研究

有源电力滤波器(Active Power Filter,简称APF)是解决电网谐波问题的有效手段.其补偿性能取决于谐波电流检测方法和电流跟踪控制方法.提出了一种基于逆系统方法的APF反馈线性化控制方法.针对APF主电路在d,q旋转坐标系下数学模型的非线性特性,采用逆系统方法将其解耦为伪线性系统.并在该伪线性系统的基础上利用线性二次性调节器(Linear Quadratic Regulator,简称LQR)设计了满足一定性能指标的控制器.在这种控制策略中,指令电流通过基于瞬时无功功率理论的ip-iq检测方法得到.仿真和实验结果显示,实际补偿电流能够快速准确地跟踪指令电流,使电网电流快速被补偿为正弦波,且直流侧电压也能很快达到稳定值,证实了该控制方法的可行性.     

基于ip-iq运算方式的双滤波谐波检测方法及其数字滤波器的设计

有源滤波器是一种消除电网谐波污染的重要装置,提出了一种基于ip-iq运算方式的双滤波结构的谐波电流检测方法.该方法用DSP实现用于分离直流分量的低通滤波器时,降低了其采样频率,提高了谐波电流检测的精度,增强了实时性.理论分析与仿真结果表明该方法具有较好的谐波检测性能,且设计简单、易于实现,具有一定的实用价值.     

基于虚拟仪器和DFT滤波器的瞬时谐波检测

提出了一种基于DFT(DiscreteFourierTransform)系数实现FIR滤波器的瞬时谐波电流的检测方法。该滤波器在基频处无衰减,相位无延时,能将2次以上的谐波全部滤掉。得出了该滤波器的递推关系,大大节约了计算量。基于该滤波器设计的数字谐波检测方法可用于任何一种电力系统的谐波补偿装置中。理论推导和基于虚拟仪器的实验表明,该数字谐波检测系统既保留了数字滤波器的准确性,又克服了其跟随性能差的缺陷。     

基于空间矢量的有源电力滤波器预测电压控制策略

从矢量的角度出发,将三相电网电压与电流矢量在旋转坐标系下进行投影变换,实现了谐波与无功电流的同时提取。进一步提出一种具有无差拍控制特性的有源电力滤波器空间矢量控制策略,实现了有源电力滤波器的预测控制和谐波与无功电流的精确补偿。利用MATLAB对所提出的控制策略进行仿真验证,并研制了5 kVA实验样机进行了实验研究。仿真与实验结果验证了此方法的正确性与有效性。     

三相不对称系统中谐波电流检测的新方法

提出了一种基于调整ip-iq算法的谐波检测方法。该方法不仅适用于负载不对称系统,而且适用于电源电压不对称系统。在检测过程中,它无需采用锁相环(PLL)电路获得同步旋转角,即使在三相电压不对称或者畸变时,也无需对电压进行锁相、滤波或者对称分解,整个算法的基准矢量相位是由数字检测系统自身精确给定的,从而消除了PLL和滤波器延时带来的影响,减小了检测误差,能准确检测出电流无功、负序和谐波分量。仿真分析和实验结果证明了所提方法的有效性。     

同步检测法的改进及其在三相不对称无功补偿中的应用

电力有源滤波器能动态补偿不对称三相电路中的谐波分量、不对称电流分量及无功电流分量,为此需快速、准确地检测出这些电流分量。该文对传统的电流同步检测法进行了改进使其能实时检测出不对称三相电路中的谐波电流分量、不对称电流分量及无功电流分量之和,并将其在于三相冰对称无功补偿。理论推导和数字仿真验证了该文思想的正确性。     

有源滤波过采样数字滞环电流跟踪控制方法

以改善谐波补偿精度和稳定开关频率为目标,提出一种有源电力滤波器(APF)滞环电流跟踪控制的过采样数字实现方法。该方法利用数字芯片过采样下抽取因子的不同,满足各个控制运算模块对动态响应的不同需求;充分配合利用数字信号处理器(DSP)的2种运算方式———采样中断运算和主循环运算,保证补偿量检测的实时性和补偿电流的同步性;对同一指令量进行N次滞环跟踪,功率开关器件的状态切换只依赖于上一开关周期参数,在稳定开关频率的前提下,具有高精度电流跟踪控制能力。与传统滞环实现方法相比较,所提出的过采样数字实现方法,既克服了开关频率不固定的缺陷,也提高了谐波补偿精度,具有很好的实用性和可靠性。通过搭建65kVA三相三线APF工业样机,分析和验证了所提方法的有效性。     

Stationary frame harmonic reference generation for active filter systems

Harmonic reference generators for active filter systems are commonly implemented in the synchronous reference frame, so that simple low- or high-pass filter functions can be used depending on the requirements of a particular application. High-pass filters in particular are used when the reference generator is required to produce an "everything but the fundamental" target waveform. This paper presents a stationary frame notch filter equivalent to a high-pass synchronous frame harmonic reference generator for such systems. The use of the stationary frame allows for quicker calculation of the reference generation in a discrete digital implementation, and also allows classical control techniques to be used to analyze the active filter system without requiring synchronous frame transformations of the outside system model. Both simulation (continuous and discrete) and experimental results showing the equivalency of the stationary and synchronous frame reference generation process are presented using both shift and delta-operator-based infinite-impulse response digital filters.     

基于i_p-i_q方法的畸变电流检测及其实现

研究了基于ip-iq方法提取畸变电流的物理实现过程。设计并制作电网电压信号调理和整形电路、锁相频率合成电路,按照采样点数要求产生无相位差的同步采样信号,利用高精度的A/D转换电路完成负载电流信号的采集,保证了采样精度。ip-iq算法中数字低通滤波器的类型、动静指标等对检测精度的影响较大,给出了给定滤波指标后设计满足要求的数字低通滤波器的方法。在Matlab中对设计的ip-iq算法进行仿真分析,结果表明畸变电流的补偿效果明显,所述方法能够应用在有源电力滤波器的研制中。