電流平均值諧波檢測法MATLAB仿真

第三章 瞬時諧波及無功電流檢測方法

3. 1概述

實時、準確地檢測出電網中畸變的電流是有源電力濾波器進行諧波補償的關鍵。本章就高次諧波及基波無功的檢測問題進行討論。諧波的檢測方法主要有基于頻域的快速傅立葉變換法、時域分析法和基于瞬時無功功率理論法等幾種。由于瞬時無功功率理論比較成熟

，為此本文重點討

論以瞬時無功功率理論為基礎的諧波檢測方法及其數字實現。

三相電路瞬時無功功率理論最早是1983年由赤木泰文

提出的，此后

該理論經不斷研究逐漸完善。赤木最初提出的理論亦稱pq理論，是以瞬時實功率p和瞬時虛功率q的定義為基礎，其主要的不足是只適用于三相電壓正弦、對稱情況下的三相電路高次諧波和基波無功電流的檢測

，而

在電壓非正弦、負載不對稱情況下，該定義不再有明確的物理意義也不能實現瞬時無勸電流的全補償。

由Bhattacharya等提出的

法，是建立在計算三相瞬時電流

分

量基礎上。該法構造了以同步電壓速度旋轉的具有兩個正交軸的參考坐標系，即同步參照系。該理論在三相電壓非正弦、非對稱情況下仍可以實現三相電路中的無功、高次諧波和基波負序電流的檢測

。

基于瞬時無功功率理論為基礎的諧波檢測方法，在使用傳統濾波器時，動態響應速度較低，硬件復雜。在用數字處理器實現時，由于基波有功電流的檢測處理需要一段時間，即所檢測分離出來的諧波和無功電流與負載電流相差一段時間，檢測得到的諧波和無功電流在負載電流穩定時是準確的，但當負載電流變化較快時，誤差較大。以數字處理器進行采樣和計算，都要延遲幾個周期后進行補償，只能應用于穩定的負載。

本文給出了對

，法進行改進的一種諧波檢測新方法一一電流移動

平均值原理的諧波檢測，算法簡單，特別適用于數字實現，避免了傳統濾波器的使用，可以提高動態響應速度，具有較好的實時性，且不受電壓不

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電流平均值諧波檢測法MATLAB仿真

平衡的影響。適用于三相對稱或不對稱電路，也可用于單相電路。

本章將先介紹基于瞬時無功功率理論的諧波檢測法，然后介紹基于電流移動平均值原理的諧波檢測方法。

3.2 基于瞬時無功功率理論的諧波電流檢測方法

3.2.1 瞬時無功功率的基礎理論

設三相電路各相電壓和電流的瞬時值分別為將它們變換到

和

兩相正交的坐標系上，得到 兩相瞬時電流

：

和

，

兩相瞬時電壓

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電流平均值諧波檢測法MATLAB仿真

寫成矩陣形式有

根據

理論，瞬時有功功率p和無功功率q可分別記為：

顯然

瞬時有功功率為含有能量的實體，是在

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平面上存在的實際物理

電流平均值諧波檢測法MATLAB仿真

量，而瞬時無功功率是與 平面垂直的向量，即不含能量的

虛擬物理量。把式(3一7)寫成矩陣形式有

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總結

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