基于卡尔曼滤波的指令电流检测算法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于卡尔曼滤波的指令电流检测算法及系统，包括：测量三相负载中的负载电流瞬时值；利用clark变换，将三相负载中的负载电流瞬时值变换到α‑β两相正交坐标系中：经过坐标变换得到瞬时有功电流ip和无功电流iq；基于ip_iq建立离散系统状态方程和测量方程；利用卡尔曼滤波器对ip和iq进行滤波，得到直流分量；通过坐标反变换得到基波正序电流，将基波正序电流与负载电流相减得到总补偿电流。本发明专利技术方法能够快速的跟踪负载电流的变化，检测出补偿电流指令参考信号，与使用Butterworth LPF的算法相比，其检测速度快、实时性好，且三相幅值波动小，从而使得补偿速度更快，效果更可靠。

Kalman filter-based instruction current detection algorithm and system

The invention discloses an instruction current detection algorithm and system based on Kalman filter, which includes: measuring the instantaneous value of load current in three-phase loads; transforming the instantaneous value of load current in three-phase loads into a_beta two-phase orthogonal coordinate system by Clark transform; obtaining instantaneous active current IP and reactive current IQ through coordinate transformation; and establishing the state square of discrete system based on ip_iq. Range and measurement equation; using Kalman filter to filter IP and IQ to get the DC component; using inverse coordinate transformation to get the fundamental positive sequence current, subtracting the fundamental positive sequence current from the load current to get the total compensation current. Compared with the Butterworth LPF algorithm, the method has the advantages of fast detection speed, good real-time performance and small fluctuation of three-phase amplitude, so that the compensation speed is faster and the effect is more reliable.

【技术实现步骤摘要】
基于卡尔曼滤波的指令电流检测算法及系统
本专利技术涉及一种卡尔曼滤波的指令电流检测算法及系统。
技术介绍
随着电力电子技术的发展和应用，电力电子设备广泛应用于三相四线制电力系统，使谐波污染日益严重，造成电网损耗增加，电气设备使用寿命减少等危害。三相负载接入极易不对称，使三相不平衡，产生零线电流，如果零线电流过大，会烧毁电力设备。大多数电能质量调节器具有补偿谐波、补偿三相不平衡等提高电能质量的功能。而补偿电流指令信号检测的实时性是影响电能质量调节器补偿效果主要因素之一。传统的指令电流检测算法有频域中的快速傅里叶变换(FFT)算法、离散傅里叶变换(DFT)算法等，但是由于算法比较复杂，计算量较大，产生延时比较大；时域中主要有基于瞬时无功功率理论的ip-iq法和id-iq法，算法中常用Butterworth滤波器(ButterworthFilter，BF)对ip(或id)和iq进行滤波得到直流分量，再进行反变换，但BF自身固有的延时特性，使得检测实时性比较差。现有技术提出综合利用均值滤波器和BF可以获得良好的检测精度和良好的动态响应，但是同时利用两个滤波器，加大了算法的复杂性；现有技术利用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于卡尔曼滤波的指令电流检测算法，其特征在于，包括：测量三相负载中的负载电流瞬时值ia，ib，ic；利用clark变换，将三相负载中的负载电流瞬时值变换到α‑β两相正交坐标系中：经过坐标变换得到瞬时有功电流ip和无功电流iq；基于ip_iq建立离散系统状态方程和测量方程；利用卡尔曼滤波器对有功电流ip和无功电流iq进行滤波，得到直流分量；通过坐标反变换得到基波正序电流，将基波正序电流与负载电流相减得到总补偿电流。

【技术特征摘要】
1.一种基于卡尔曼滤波的指令电流检测算法，其特征在于，包括：测量三相负载中的负载电流瞬时值ia，ib，ic；利用clark变换，将三相负载中的负载电流瞬时值变换到α-β两相正交坐标系中：经过坐标变换得到瞬时有功电流ip和无功电流iq；基于ip_iq建立离散系统状态方程和测量方程；利用卡尔曼滤波器对有功电流ip和无功电流iq进行滤波，得到直流分量；通过坐标反变换得到基波正序电流，将基波正序电流与负载电流相减得到总补偿电流。2.如权利要求1所述的一种基于卡尔曼滤波的指令电流检测算法，其特征在于，利用clark变换，将三相负载中的负载电流瞬时值变换到α-β两相正交坐标系中，具体为：其中，3.如权利要求1所述的一种基于卡尔曼滤波的指令电流检测算法，其特征在于，利用clark变换，经过坐标变换得到瞬时有功电流ip和无功电流iq，具体为：其中，ω为基波角频率。4.如权利要求1所述的一种基于卡尔曼滤波的指令电流检测算法，其特征在于，基于ip_iq建立离散系统状态方程和测量方程，具体为：对于有功电流ip：其中，为状态转移矩阵，Hp1×16为测量矩阵，Xp16×1(k+1)为有功电流状态变量第k+1个值、Xp16×1(k)为有功电流状态变量第k个值、w(k)...

【专利技术属性】
技术研发人员：程新功，李发磊，张永峰，宗西举，张静亮，殷文月，于明珠，邵振振，赵义上，
申请(专利权)人：济南大学，山东东鼎电气有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37