一种零序电流检测计算方法技术

技术编号:11113982 阅读:117 留言:0更新日期:2015-03-05 18:44
本发明专利技术公开了一种零序电流检测计算方法,用于电能质量监测设备,该方法包括:通过检测电网电流,获取电网电流值的表达式;将所述电网电流值的表达式进行分解,获取基波电流值的表达式;利用所述基波电流值的表达式,得到零序电流值的计算公式;其中,所述零序电流值的计算公式为:i01=A01cosωt+B01sinωt;i01为要检测的零序电流,A01、B01为所述零序电流比例因子,ω为电网电流角频率;计算所述零序电流比例因子,并依据所述零序电流计算公式,计算得到零序电流实时值。可见,该方法实现电能质量监测设备能够快速检测计算出电网中的零序电流实时值,计算量较小,进而使电能质量监测设备快速跟踪电网中所需要的零序电流,便于后级电能质量补偿设备的实时投切。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子监测领域,特别是涉及一种零序电流检测计算方法
技术介绍
随着社会快速发展,人们生活水平的提高,用电量的急剧增加,三相四线制的不平衡越来越明显,零序电流的问题也越来越明显,零序电流的产生将导致中性线的过流烧毁或者过流保护,影响用电客户的使用,为此,出现了不同类型的电能质量监测设备,可以根据监测设备监测到的数据,对三相不平衡进行调节,如何能提前预知零序电流的大小,已经成为电能质量监测设备监控电网电流中的一个关键监测量。为此,一些学者提出了不同的监测量计算方法,例如,傅里叶变化算法、快速傅里叶变换算法等基于傅里叶变换的监测方法,或者基于D-Q变换的算法,先将A-B-C坐标系转到α-β坐标系再转到p-q坐标系,再转到α-β坐标系,再转回A-B-C坐标系,特别是三相不平衡时,计算量几何级增加,不利于算法的实现,或实现的设备价格较高,上述方法计算量大,对电能质量监测设备的硬件要求很高,需要多个DSP芯片或者ARM与DSP结合的芯片才能完成,且实时性差,不便于后级电能质量治理设备的投切。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种零序电流检测计算方法,以实现电能质量监测设备能够快速检测计算出电网中的零序电流实时值,计算量较小,进而使电能质量监测设备快速跟踪电网中所需要的零序电流,便于后级电能质量补偿设备的实时投切。为解决上述技术问题,本专利技术提供一种零序电流检测计算方法,用于电能质量监测设备,该方法包括:检测电网电流,获取电网电流值的表达式;将所述电网电流值的表达式进行分解,获取基波电流值的表达式;利用所述基波电流值的表达式,得到零序电流值的计算公式;其中,所述零序电流值的计算公式为:i01=A01cosωt+B01sinωt;i01为要检测的零序电流,A01、B01为零序电流比例因子,ω为电网电流角频率;计算所述零序电流比例因子,并依据所述零序电流计算公式,计算得到零序电流实时值。优选的,所述检测电网电流,获取电网电流值的表达式,包括:电流传感器将电网电流转化为电流信号,并将所述电流信号发送给采样电路;所述采样电路将所述电流信号转换为电压信号,将所述电压信号送给模数转换A/D电路;所述模数转换A/D电路将所述电压信号进行转换,转换为数字信号,获取电网电流值的表达式。优选的,所述电网电流值的表达式如下:其中,i(t)为电网电流值,I1n为正序电流分量幅值,I2n为负序电流分量幅值,I0n为零序电流分量幅值,为正序电流分量初相位角,为负序电流分量初相位角,为零序电流分量初相位角,ω为电网电流角频率。优选的,所述基波电流值的表达式如下:其中,i1(t)为电网电流中的基波电流,I11为基波正序电流幅值,I21为基波负序电流幅值,I01为基波零序电流幅值,为基波正序电流分量初相位角,为基波负序电流分量初相位角,为基波零序电流分量初相位角。优选的,所述零序电流比例因子A01和B01的计算公式如下:A01=Aa1+Ab1+Ac1,B01=Ba1+Bb1+Bc1;其中,Aa1为三相电中A相得零序电流比例因子,Ab1为三相电中B相得零序电流比例因子,Ac1为三相电中C相得零序电流比例因子,Ba1为三相电中A相得无功电流比例因子,Bb1为三相电中B相得无功电流比例因子,Bc1为三相电中C相得无功电流比例因子。优选的,所述Aa1、Ab1及Ac1的计算公式如下: A a 1 = Σ m = 0 499 2 * I A k * cos ω A k , ]]>其中,IAk为A相电网电流数据的离散化值,ωAk为A相第k个电流采样点的相位; A b 1 = Σ m = 0 499 2 * I B k * cos ω B k , ]]>其中,IBk为B相电网电流数据的离散化值,ωBk为B相第k个电流采样点的相位; A c 1 = Σ m = 0 499 2 * I C k * cos ω C k , ]]>其中,ICk为C相电网电流数据的离散化值,ωCk为C相第k个电流采样点的相,k∈[0,499]。优选的,所述Ba1、Bb1及Bc1的计算公式如下: B a 1 = Σ m = 0 499 2 * I A k * sin ω A k , ]]>其中,IAk为A相电网电流数据的离散化值,ωAk为A相第k个电流采样点的相位; B b 1 = Σ m = 0 499 2 * I B k * sin ω B k , ]]>其中,IBk为B相电网电流数据的离散化值,ωBk为B相第k个电流采样点的相位; B c 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种零序电流检测计算方法,其特征在于,用于电能质量监测设备,包括:检测电网电流,获取电网电流值的表达式;将所述电网电流值的表达式进行分解,获取基波电流值的表达式;利用所述基波电流值的表达式,得到零序电流值的计算公式;其中,所述零序电流值的计算公式为:i01=A01cosωt+B01sinωt;i01为要检测的零序电流,A01、B01为零序电流比例因子,ω为电网电流角频率;计算所述零序电流比例因子,并依据所述零序电流计算公式,计算得到零序电流实时值。

【技术特征摘要】
1.一种零序电流检测计算方法,其特征在于,用于电能质量监
测设备,包括:
检测电网电流,获取电网电流值的表达式;
将所述电网电流值的表达式进行分解,获取基波电流值的表达
式;
利用所述基波电流值的表达式,得到零序电流值的计算公式;其
中,所述零序电流值的计算公式为:i01=A01cosωt+B01sinωt;i01为要检测
的零序电流,A01、B01为零序电流比例因子,ω为电网电流角频率;
计算所述零序电流比例因子,并依据所述零序电流计算公式,计
算得到零序电流实时值。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述检测电网电流,
获取电网电流值的表达式,包括:
电流传感器将电网电流转化为电流信号,并将所述电流信号发送
给采样电路;
所述采样电路将所述电流信号转换为电压信号,将所述电压信号
送给模数转换A/D电路;
所述模数转换A/D电路将所述电压信号进行转换,转换为数字信
号,获取电网电流值的表达式。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述电网电流值的
表达式如下:
其中,i(t)为电网电流值,I1n为正序电流分量幅值,I2n为负序电
流分量幅值,I0n为零序电流分量幅值,为正序电流分量初相位角,
为负序电流分量初相位角,为零序电流分量初相位角,ω为电网
电流角频率。
4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基波电流值的
表达式如下:
其中,i1(t)为电网电流中的基波电流,I11为基波正序电流幅值,I21为基波负序电流幅值,I01为基波零序电流幅值,为基波正序电流分
量初相位角,为基波负序电流分量初相位角,为基波零序电流分
量初相位角。
5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述零序电流比例
因子A01和B01的计算公式如下:
A01=Aa1+Ab1+Ac1,
B01=Ba1+Bb1+Bc1;
其中,Aa1为三相电中A相得零序电流比例因子,Ab1为三相电中B
相得零序电流比例因子,Ac1为三相电中C相得零序电流比例因子,Ba1为三相电中A相得无功电流比例因子,Bb1为三相电中B相得无功电
流比例因子,Bc1为三相电中C相得无功电流比例因子。
6.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述Aa1、Ab1及Ac1的
计算公式如下:
A a 1 = Σ m = 0 499 2 * IA k * cos ω A k , ]]>其中,IAk为A相电网电流数据的离散化值,ωAk为A相第k个电
流采样点的相位;
A ...

【专利技术属性】
技术研发人员:王莹高涵冰肖立姚然李奇锋赵娜高宇航李德宇马骁任智慧
申请(专利权)人:国家电网公司国网冀北电力有限公司承德供电公司
类型:发明
国别省市:北京;11

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