一种基于时域变换的动态电流检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于时域变换的动态电流检测方法，包含有一个三相电网电压软件锁相环，使用此三相电网电压软件锁相环得到一个和电网A相相电压同相位的相位信息，从而得到和电压信号同步的计算因子sin[k(2nπ/N‑2lπ/3)]、cos[k(2nπ/N‑2lπ/3)]、sin[k(2nπ/N)]、cos[k(2nπ/N)]，使用这些计算因子与模拟采样电路采样进来的三相负载电流进行运算，从而进行电流检测。本发明专利技术的方法不需要进项复杂的坐标变换，计算量大大减少，减少电流检测时间，采用该方法可以方便、快速的检测出电流中的基波、各次谐波、无功、负序分量、零序分量。另外，基于瞬时无功功率电流检测方法无法检测到的零序分量，基于时域变换的电流检测新方法也可以方便检测。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术属于电力电子领域，涉及一种动态电流检测方法，尤其是一种基于时域变换的动态电流检测方法。
技术介绍
：近年来，随着电力电子技术的广泛应用，电力系统污染日益严重，已成为影响电能质量的公害。有源电力滤波器是一种新型的电力电子装置，可以对电力系统中的无功电流，谐波电流，负序电流进行补偿，从而净化电网环境，提高电能质量。根据有源电力滤波器的工作原理，电流检测环节直接影响到有源电力滤波器的补偿性能，理想的电流检测方法要求能实时准确的检测出负载电流中的基波、各次谐波、无功、零序及负序分量，以保证有源电力滤波器具有灵活的补偿目的和良好的补偿效果。在油田、舰船等一类的独立小电网中，很多谐波负荷为冲击性负荷，工作时电流波动很大，要对这种负荷进行补偿，对电流检测方法的实时性和准确性提出了更高的要求。通常用于有源电力滤波器的电流检测方法主要有以下两种：(1)利用模拟陷波器的检测方法在有源电力滤波器出现初期，该方法由于实现起来直接、方便，而被广泛使用。但检测结果受电网频率波动影响较大，检测精度差，另外，使用这种方法无法检测出基波无功电流和负序电流。现在，这种电流检测方法已经很少被采用了。(2)基于瞬时无功功率理论的检测方法瞬时无功功率理论于80年代由赤木泰文提出，它的提出使有源电力滤波器的应用进入实质性阶段。该理论以瞬时实功率p和瞬时虚功率q的定义为基础，由于这些概念都是在瞬时值的基础上定义的，所以它不仅适用于正弦波，也适用于非正弦波和任何过渡过程的情况，具有较好的实时性。目前广泛采用基于瞬时无功功率理论检测方法进行电网中无功电流、谐波电流和负序电流的检测。基于瞬时无功功率理论的ip、iq检测方法如图1所示。基于瞬时无功功率理论的检测方法可以方便的检测出基波有功、基波无功及谐波分量，同时该方法的延时(与所采用的滤波器有很大关系)一般不会超过一个工频周期，具有很好的实时性。基于瞬时无功功率理论的电流检测方法需要多次的坐标转换(abc坐标系转到αβ坐标系再转到dq坐标系，再转到αβ坐标系，再转回abc坐标系)，特别是三相不平衡时，计算量大大增加。用于单相系统时，需要先构建一个三相系统再进行计算，不仅计算复杂，而且会引入较大的延时。这种方法应用于有源电力滤波器时，存在着检测目的不灵活或实时性较差的问题。另外，如果系统为三相四线系统存在零序分量，电流在进行abc坐标系转到αβ坐标系时抵消，无法进行变换，因此基于基于瞬时无功功率理论的检测方法无法检测电网中的零序分量。
技术实现思路
：本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于时域变换的动态电流检测方法，采用该方法可以方便、快速的检测出电流中的基波、各次谐波、无功、负序分量、零序分量。另外，基于瞬时无功功率电流检测方法无法检测到的零序分量，基于时域变换的电流检测新方法也可以方便检测。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种基于时域变换的动态电流检测方法，包含有一个三相电网电压软件锁相环，使用此三相电网电压软件锁相环得到一个和电网A相相电压同相位的相位信息，从而得到和电压信号同步的计算因子sin[k(2nπ/N-2lπ/3)]、cos[k(2nπ/N-2lπ/3)]、sin[k(2nπ/N)]、cos[k(2nπ/N)]，使用这些计算因子与模拟采样电路采样进来的三相负载电流进行运算，从而进行电流检测。电网电压通过三相软件锁相环SPLL得到电网同步锁相角，sin[k(2nπ/N-2lπ/3)]和cos[k(2nπ/N-2lπ/3)]为与相电压基波正序分量同步的同步信号；电流信号与同步信号分别相乘后得到一个计算矩阵，对计算矩阵使用LPF滤波器滤波后就分别得到了无功电流、谐波电流和负序电流。三相电流信号为：式中，下标1表示正序分量，2表示负序分量，k表示谐波次数，φ表示初相角，N为一个工频周期的采样点数，n为采样点的计数值(n＝0,1,2,3，……，N+1)k为谐波次数(k＝1,2,3......)。采用基于时域变换的电流检测新方法不需要进项复杂的坐标变换，计算量大大减少，减少电流检测时间，采用该方法可以方便、快速的检测出电流中的基波、各次谐波、无功、负序分量、零序分量。另外，基于瞬时无功功率电流检测方法无法检测到的零序分量，基于时域变换的电流检测新方法也可以方便检测。附图说明：图1为基于瞬时无功功率理论的ip、iq检测方法图；图2为基于时域变换的电流检测方法图；图3为谐波电流检测图；图4为有功、无功和负序电流检测图。具体实施方式：下面结合附图对本专利技术做进一步详细描述：参见图2、图3和图4，三相电流信号为：式中，下标1表示正序分量，2表示负序分量，k表示谐波次数，φ表示初相角，N为一个工频周期的采样点数，n为采样点的计数值(n＝0,1,2,3，……，N+1)k为谐波次数(k＝1,2,3......)对于基波需要选择对其中的正序、负序、有功、无功分量进行单独补偿，因此对于基波需要做进一步的分解，而对于谐波则不需要进一步分解。基于时域变换的电流检测新方法如图2所示，电网电压通过三相软件锁相环SPLL可以得到电网同步锁相角，sin[k(2nπ/N-2lπ/3)]和cos[k(2nπ/N-2lπ/3)]为与相电压基波正序分量同步的同步信号。电流信号与同步信号分别相乘后可以得到一个计算矩阵，对计算矩阵使用LPF滤波器滤波后就分别得到了无功电流、谐波电流和负序电流。电网电流减去这些电流就得到了基波有功电流，从而达到净化电网的目的。基于时域变换的电流检测方法如图3和图4所示，实用此检测方法可方便的检测出无功电流、谐波电流、负序电流、零序电流。基于时域变换的电流检测方法包含有一个三相电网电压软件锁相环，使用此锁相环可以得到一个和电网A相相电压同相位的相位信息，从而得到和电压信号同步的计算因子sin[k(2nπ/N-2lπ/3)]、cos[k(2nπ/N-2lπ/3)]、sin[k(2nπ/N)]、cos[k(2nπ/N)]，使用这些计算因子与采样进来的三相电流进行运算，从而进行电流检测。基于时域变换的电流检测方法包含有sin[k(2nπ/N-2lπ/3)]、cos[k(2nπ/N-2lπ/3)]、sin[k(2nπ/N)]、cos[k(2nπ/N)]计算因子，通过电流与计算因子的数学运算，最终分离出电流的无功，有功，谐波，负序成分。基于时域变换的电流检测方法包含有LPF滑动平均窗滤波器，使用此滤波器滤除计算中的交流分量，使运算中只含有直流分量，滤除后通过后续与计算因子的计算，得到所需要的电流分量。本专利技术的关键点在于电流检测不需要进项复杂的坐标变换，计算量大大减少，减少电流检测时间，采用该方法可以方便、快速的检测出电流中的基波、各次谐波、无功、负序分量、零序分量。另外，基于瞬时无功功率电流检测方法无法检测到的零序分量，基于时域变换的电流检测新方法也可以方便检测。以上所述，仅是本专利技术的较佳实施例而已，并非对本专利技术作任何形式上的限制，虽然本专利技术已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本专利技术,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本专利技术技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及
技术实现思路
作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于时域变换的动态电流检测方法，其特征在于：包含有一个三相电网电压软件锁相环，使用此三相电网电压软件锁相环得到一个和电网A相相电压同相位的相位信息，从而得到和电压信号同步的计算因子sin[k(2nπ/N‑2lπ/3)]、cos[k(2nπ/N‑2lπ/3)]、sin[k(2nπ/N)]、cos[k(2nπ/N)]，使用这些计算因子与模拟采样电路采样进来的三相负载电流进行运算，从而进行电流检测。

【技术特征摘要】
1.一种基于时域变换的动态电流检测方法，其特征在于：包含有一个三相电网电压软件锁相环，使用此三相电网电压软件锁相环得到一个和电网A相相电压同相位的相位信息，从而得到和电压信号同步的计算因子sin[k(2nπ/N-2lπ/3)]、cos[k(2nπ/N-2lπ/3)]、sin[k(2nπ/N)]、cos[k(2nπ/N)]，使用这些计算因子与模拟采样电路采样进来的三相负载电流进行运算，从而进行电流检测。2.如权利要求1所述基于时域变换的动态电流检测方法，其特征在于：电网电压通过三相软件锁相环SPLL得到电网同步...

【专利技术属性】
技术研发人员：李丹，
申请(专利权)人：西安奥特迅电力电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61