一种省略Park变换的无锁相环式SAI谐波电流检测方法技术

本发明专利技术公开了一种省略Park变换的无锁相环式SAI谐波电流检测方法，在传统的i

A no phase locked loop SAI harmonic current detection method based on omitting Park transform

The invention discloses a phase locked loop SAI harmonic current detecting method without an Park transformation, which is used in traditional I

【技术实现步骤摘要】
一种省略Park变换的无锁相环式SAI谐波电流检测方法
本专利技术涉及功率变换器调制控制领域，尤其是一种省略Park变换下的无锁相环式谐波电流检测法。
技术介绍
电力电子装置和非线性负载的普遍使用，使谐波电流大量注入电网，严重影响电网的安全运行，因此引入了有源电力滤波器(ActivePowerFilter-APF)进行谐波抑制。其基本原理是从补偿对象中检测出谐波，由补偿装置产生一个与该谐波电流大小相等而极性相反的补偿电流，从而使电网中的谐波电流被滤除。所以APF进行谐波抑制的关键环节在于谐波电流的检测环节。目前主要的谐波检测法有：基于傅里叶变换的检测方法，基于瞬时无功功率理论的检测方法，基于神经网络的检测方法，基于小波分析检测方法，基于滤波器的检测方法等，而使用比较广泛的谐波电流检测方法是建立在瞬时无功功率理论基础上的ip-iq法，该方法在应用锁相环的基础上经过Clark和Park变换，利用低通滤波器得到基波电流，从而提取谐波电流。
技术实现思路
本专利技术目的在于提供一种结构简单、跟踪准确、响应速度快的省略Park变换的无锁相环式SAI谐波电流检测方法。为实现上述目的，采用了以下技术方案：本专利技术所述方法步骤如下：步骤1，在简化ip-iq法系统结构的情况下，对负载侧三相电流提取，经过Clark变换运算，得到两相静止坐标系下的电流；步骤2，对两相静止坐标系下的电流进行SAI环节基波正序的提取；步骤3，对提取出的基波正序电流进行Clark反变换运算，得到三相的基波正序电流；步骤4，在三相基波正序电流的基础上提取谐波电流。与现有技术相比，本专利技术方法具有如下优点：1、省去了Park变换环节，简化了系统的结构并在一定程度上增加了系统的准确性。2、本专利技术为无锁相环的检测法，精简了系统的结构，使系统的快速性增加。3、采用SAI环节对基波正序电流进行提取且得到谐波电流，使得谐波电流的提取较为准确和快速。附图说明图1为本专利技术整体结构框图。图2为传统的ip-iq法结构框图。图3为正序的SAI原理图。图4为基波正序的幅频特性图。图5为负序的SAI原理图。图6为基波负序的幅频特性图。图7为本专利技术的基波频率的SAI滤波结构框图。图8为本专利技术的谐波电流的获取图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步说明：本专利技术所述方法步骤如下：步骤1，在简化ip-iq法系统结构的情况下，对负载侧三相电流提取，经过Clark变换运算，得到两相静止坐标系下的电流；步骤2，对两相静止坐标系下的电流进行SAI环节基波正序的提取；步骤3，对提取出的基波正序电流进行Clark反变换运算，得到三相的基波正序电流；步骤4，在三相基波正序电流的基础上提取谐波电流。如图1所示，为系统的整体框图，三相负载电流ia、ib、ic在Clark变换下，形成两相静止坐标系下的电流iα、iβ，经过SAI环节提取出基波正序电流i+α1、i+β1，然后经过Clark反变换得到三相基波正序电流i+α1、i+b1、i+c1，最后经过运算得到谐波电流iaf、ibf、icf，从而实现全电流补偿。图2为传统的ip-iq法的结构框图，三相负载电流ia、ib、ic在Clark变换下，形成两相静止坐标系下的电流iα、iβ，经由锁相环输出电压的相位角用于Park变换，由低通滤波器对Park变换后的电流ip、iq进行滤波，得到在两相旋转坐标系下电流的直流分量然后由Park、Clark反变换，形成三相的基波电流iaf、ibf、icf，最终得到谐波电流i*ca、i*cb、i*cc。和图1相比，系统比较复杂，增加了锁相环和Park变换环节，在一定程度上使得系统的准确性降低，而低通滤波器的使用又对系统起到了延时作用。针对以上缺点本专利技术提出了一种省略Park变换的无锁相环式SAI谐波电流检测法，大大简化了系统的结构，增加了系统的快速性等。图3为正序的SAI原理图。利用正序的SAI提取法，对基波正序分量进行提取，可以得到在省略Park变换的无锁相环式SAI谐波电流检测法下的基波正序电流，为谐波电流提取奠定了基础。图4为基波正序的幅频特性图。由基波正序的幅频特性图可以看出在中心角频率处具有谐振峰值，对于其它频率的信号都具有衰减作用，对于50Hz的正序分量具有极性选择作用。图5为负序的SAI原理图。同理，利用负序的SAI原理图可以对基波负序分量进行提取。图6为基波负序的幅频特性图。当ω＝-100π时，由于SAI对于输入信号为-50Hz的负序信号具有极性选择的能力，对其他频率的信号具有滤波作用。因此SAI结构是一种具有极性选择特性的带通滤波器，可以应用到有源滤波器的谐波电流检测。图7为本专利技术的基波频率的SAI滤波结构框图。用SAI提取出的基波正序电流i+α1、i+β1被总电流iα、iβ做差后，再经过SAI基波提取环节，同时把提取出的基波正序电流i+α1、i+β1输出。这样，输出的同时再次回到被总电流iα、iβ做差环节，如此循环，提取更为准确的基波正序电流i+α1、i+β1。图8为本专利技术的谐波电流获取图。通过对基波正序电流i+α1、i+β1的反复提取，进行运算，使三相负载电流iabc减去三相基波正序电流i+abc1获取比较准确的谐波电流i*abc。以上所述的实施例仅仅是对本专利技术的优选实施方式进行描述，并非对本专利技术的范围进行限定，在不脱离本专利技术设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本专利技术的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本专利技术权利要求书确定的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种省略Park变换的无锁相环式SAI谐波电流检测方法，其特征在于，所述方法步骤如下：步骤1，在简化i

【技术特征摘要】
1.一种省略Park变换的无锁相环式SAI谐波电流检测方法，其特征在于，所述方法步骤如下：步骤1，在简化ip-iq法系统结构的情况下，对负载侧三相电流提取，经过Clark变换运算，得到两相静止坐标系...

【专利技术属性】
技术研发人员：闫朝阳，李达，赵丁选，欧钟，刘爽，梁晨阳，
申请(专利权)人：燕山大学，
类型：发明
国别省市：河北,13