本发明专利技术公开了一种正负序电流实时检测的方法，步骤如下：采样获得三相交流电流；检测采样时刻与该电流同步旋转的正序角度值θ+(k)，取与该电流反相同步旋转的负序角度值θ-(k)＝-θ+(k)；将三相交流电流的瞬时值变换到αβ坐标系下的α(k)、β(k)分量；将当前采样时刻角度值θ+和θ-、α-β坐标系下的α(k)、β(k)分量、上次采样时刻的角度值θ+(k-1)和θ-(k-1)以及上一采样时刻的α(k-1)、β(k-1)分量作为已知量，计算得出α-β坐标系下当前正序分量α+(k)、β+(k)及当前负序分量α-(k)、β-(k)的瞬时值；进行反Clark变换，得到当前三相正序分量和三相负序分量。本发明专利技术算法简单，实时性强，解决了复数计算、滤波器、构造同步旋转向量等方法带来的复杂运算、算法延时等问题，保证了正负序分量检测的实时性、准确性；适用范围广、易于工程实现。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种，属于电气控制领域。
技术介绍
对于各种基于VSC (Voltage Source Converter)的FACTS装置、直流输电系统、风力发电变流控制系统及PWM变流装置需要实时检测电流的负序分量，以避免系统电压不平衡引起的电流和功率波动；对于变压器、电机控制与保护中也常需要快速地测量负序分量， 才能有效的抑制负序对系统的影响。目前正负序电流检测方法可分为以下几类(1)基于各种瞬时无功功率理论的检测方法，这类方法有2个基本特点①该类方法需要电压波形为参考，因而只能用于检测电流中的谐波分量，而不能用于检测电压中的谐波分量，而且当系统电压有畸变或不对称时，该类方法需要首先获取基波正序电压分量作为参考，而如何从畸变、不对称的三相电压中实时提取基波正序分量本身就是一个需要解决的问题；②该类方法将三相功率的直流分量对应有功电流，脉动分量对应谐波电流。但负序电流(电压)和正序电压(电流)相互作用的功率也是脉动的，因此这类方法不能实现正负序分量的实时分解。(2)基于时域的瞬时对称分量法，这类方法特点是构造旋转向量，向量的虚部为三相电流的瞬时值，实部可通过三角函数法、求导法等计算得到。(3)自适应检测方法，这类方法也有和基于各种瞬时无功功率理论的检测方法有类似的2个特点。(4)基于带通或带阻滤波器的检测方法，这类方法有2个基本特点①不需要以电压波形为参考，因而既能用于检测电流中的谐波分量，也能用于检测电压中的谐波分量；② 过分依赖于滤波器参数的调整，无法补偿滤波器引起的相移，易受系统频率偏移的影响；由于滤波的延时作用，不利于正负序的瞬时检测，且无法补偿采样的电流的相移。可见，上述方法均存在实时性不足、实现难度过大等缺陷，不利于实际的应用。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是克服现有正负序电流实时检测方法的缺点，提供一种算法简单、适用范围广、易于工程实现的。本专利技术解决其 技术问题所采用的技术方案如下，由具有数据处理功能的数字分析系统实现，其功能模块主要包括电流采样测量模块、角度检测模块、坐标变换模块、正负序分量检测的数据运算模块以及反坐标变换模块。本方法包括如下步骤1)电流采样测量模块，对三相交流电流进行连续采样，并将每次采样结果保存为与采样时间顺序相关的序列形式IA(k)、Ib(k)、I。(k)，且相邻两次采样的时间间隔为 Δ t (k)，其中下标A、B、C代表三相分量，k表示采样序列顺序号；2)角度检测模块，检测采样时刻与该电流同步旋转的正序角度值Θ+00，取与该电流反相同步旋转的负序角度值9_(k) =-e+(k), e+(k)和θ_(ιο是关于采样时间的序列；3)坐标变换模块，进行三相电流瞬时值Ia (k)、Ib (k)、Ic(k)的Clark变换；权利要求1. 一种，其特征是，包括如下步骤1)对三相交流电流进行连续采样，并将每次采样结果保存为与采样时间顺序相关的序列形式Ia (k)、Ib (k)、Ic(k)，且相邻两次采样的时间间隔为Δ t (k)，其中下标A、B、C代表三相分量，k表示采样序列顺序号；2)检测采样时刻与该电流同步旋转的正序角度值θ+(k)，取与该电流反相同步旋转的负序角度值θ _(k) = - θ +(k)，θ +(k)和θ _(k)是关于采样时间的序列；3)进行三相电流瞬时值Ia(k)、Ib (k)、Ic (k)的Clark变换；2.根据权利要求1所述的，其特征是由具有数据处理功能的数字分析系统实现，所述数字分析系统包含如下功能模块电流采样测量模块、角度检测模块、坐标变换模块、正负序分量检测的数据运算模块以及反坐标变换模块。3.根据权利要求2所述的，其特征是步骤1)中由所述采样测量模块对三相交流电流进行采样测量。4.根据权利要求2所述的，其特征是步骤2)中由所述角度检测模块检测采样时刻与电流同步旋转的正、负序角度值。5.根据权利要求2所述的，其特征是步骤3)中由所述坐标变换模块进行三相电流瞬时值Ia (k)、Ib (k)、Ic (k)的Clark变换。6.根据权利要求2所述的，其特征是步骤4)中由所述正负序分量检测的数据运算模块计算获得α-β两相静止坐标系下的正负序分量。7.根据权利要求2所述的，其特征是步骤5)中由所述反坐标变换模块进行反Clark变换。8.根据权利要求1所述的，其特征是步骤2)中，采用PLL 锁相环方式检测采样时刻的与电流同步旋转的角度值。全文摘要本专利技术公开了一种，步骤如下采样获得三相交流电流；检测采样时刻与该电流同步旋转的正序角度值θ+(k)，取与该电流反相同步旋转的负序角度值θ-(k)＝-θ+(k)；将三相交流电流的瞬时值变换到αβ坐标系下的α(k)、β(k)分量；将当前采样时刻角度值θ+和θ-、α-β坐标系下的α(k)、β(k)分量、上次采样时刻的角度值θ+(k-1)和θ-(k-1)以及上一采样时刻的α(k-1)、β(k-1)分量作为已知量，计算得出α-β坐标系下当前正序分量α+(k)、β+(k)及当前负序分量α-(k)、β-(k)的瞬时值；进行反Clark变换，得到当前三相正序分量和三相负序分量。本专利技术算法简单，实时性强，解决了复数计算、滤波器、构造同步旋转向量等方法带来的复杂运算、算法延时等问题，保证了正负序分量检测的实时性、准确性；适用范围广、易于工程实现。文档编号G01R25/00GK102221639SQ20111008453公开日2011年10月19日 申请日期2011年4月6日 优先权日2011年4月6日专利技术者刘宝, 王智, 田兴新, 高中楷 申请人:国电南瑞科技股份有限公司本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种正负序电流实时检测的方法，其特征是，包括如下步骤：１）对三相交流电流进行连续采样，并将每次采样结果保存为与采样时间顺序相关的序列形式ＩＡ（ｋ）、ＩＢ（ｋ）、ＩＣ（ｋ），且相邻两次采样的时间间隔为Δｔ（ｋ），其中下标Ａ、Ｂ、Ｃ代表三相分量，ｋ表示采样序列顺序号；２）检测采样时刻与该电流同步旋转的正序角度值θ＋（ｋ），取与该电流反相同步旋转的负序角度值θ－（ｋ）＝－θ＋（ｋ），θ＋（ｋ）和θ－（ｋ）是关于采样时间的序列；３）进行三相电流瞬时值ＩＡ（ｋ）、ＩＢ（ｋ）、ＩＣ（ｋ）的Ｃｌａｒｋ变换；（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｆｅｎｃｅｄｏｐｅｎ＝＇［＇ｃｌｏｓｅ＝＇］＇）?（ｍｔａｂｌｅ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｉ）＆ａｌｐｈａ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｉ）＆ｂｅｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（／ｍｔａｂｌｅ）?（／ｍｆｅｎｃｅｄ）?（ｍｏ）＝（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（ｍｎ）３（／ｍｎ）?（／ｍｆｒａｃ）?（ｍｆｅｎｃｅｄｏｐｅｎ＝＇［＇ｃｌｏｓｅ＝＇］＇）?（ｍｔａｂｌｅ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（／ｍｔｄ）?（ｍｔｄ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｆｒａｃ）?（／ｍｔｄ）?（ｍｔｄ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｆｒａｃ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｎ）０（／ｍｎ）?（／ｍｔｄ）?（ｍｔｄ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｓｑｒｔ）?（ｍｎ）３（／ｍｎ）?（／ｍｓｑｒｔ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｆｒａｃ）?（／ｍｔｄ）?（ｍｔｄ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｆｒａｃ）?（ｍｓｑｒｔ）?（ｍｎ）３（／ｍｎ）?（／ｍｓｑｒｔ）?（ｍｎ）２（／ｍｎ）?（／ｍｆｒａｃ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（／ｍｔａｂｌｅ）?（／ｍｆｅｎｃｅｄ）?（ｍｆｅｎｃｅｄｏｐｅｎ＝＇［＇ｃｌｏｓｅ＝＇］＇）?（ｍｔａｂｌｅ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｉ（／ｍｉ）?（ｍｉ）Ａ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｉ（／ｍｉ）?（ｍｉ）Ｂ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）Ｉ（／ｍｉ）?（ｍｉ）Ｃ（／ｍｉ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（／ｍｔａｂｌｅ）?（／ｍｆｅｎｃｅｄ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｎ）１（／ｍｎ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍａｔｈ）根据公式（１）计算得到α（ｋ）、β（ｋ）序列，分别表示三相电流变换到α－β两相静止坐标系下的α轴分量和β轴分量；４）计算获得α－β两相静止坐标系下的正负序分量；将步骤２）中获得的当前正序角度值θ＋（ｋ）、负序角度值θ－（ｋ）、上一个采样周期的正、负序角度值θ＋（ｋ－１）、θ－（ｋ－１）、以及步骤３）中获得的α－β两相静止坐标系下的当前α（ｋ）、β（ｋ）分量、上一个采样周期的α（ｋ－１）、β（ｋ－１）分量，带入下式进行计算：（ｍａｔｈ）??（ｍｒｏｗ）?（ｍｆｅｎｃｅｄｏｐｅｎ＝＇［＇ｃｌｏｓｅ＝＇］＇）?（ｍｔａｂｌｅ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ａｌｐｈａ；（／ｍｉ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ｂｅｔａ；（／ｍｉ）?（ｍｏ）＋（／ｍｏ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍｒｏｗ）?（ｍｏ）（（／ｍｏ）?（ｍｉ）ｋ（／ｍｉ）?（ｍｏ））（／ｍｏ）?（／ｍｒｏｗ）?（／ｍｔｄ）?（／ｍｔｒ）?（ｍｔｒ）?（ｍｔｄ）?（ｍｓｕｂ）?（ｍｉ）＆ａｌｐｈａ；（／ｍｉ）?（ｍｏ）－（／ｍｏ）?（／ｍｓｕｂ）?（ｍ...
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王智，高中楷，田兴新，刘宝，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：84
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