一种新型的数字化谐波电流实时检测方法锡箔纸

一种新型的数字化谐波电流实时检测方法

一种新型的数字化谐波电流实时检测方法 2011年12月09日 来源： 中图分类号：TM714A New Digit Real-time Method For Detection of Harmonic CurrentAbstract：This paper propose a new digital real-time method, which can improve precision by using complex integral arithmetic and reduce the spectrum leakage by using the Hamming window, to detect the harmonic current. This method not only can offer the current command signal to APF, but also can detect the positive phase-sequence and negative phase-sequence content of the fundamental and harmonic current. The result of simulation has proved it. And the method has been used in 30kVA APF. Furthermore, based on the instantaneous reactive power theory, this paper analyze the factors which depress the detect precision of the harmonic current, and show that the main reason is the use of low-pass filter.Keywords: Instantaneous reactive power theory Digital signal process Harmonic Detection positive phase-sequence negative phase-sequence1 引 言公用电网谐波作为电能质量的一项重要指标，需要加以实时监测，以了解电网的谐波状况。同时，对电网中谐波污染严重的区域，则要采取必要的措施，消除谐波对电网及用户的影响。因此，对谐波进行实时地检测和抑制，是电网安全运行的一项必不可少的重要工作。谐波电流检测可分为二类，一是谐波电流的高精度检测，通常是利用改进的傅立叶变换方法实现[1,2]，以分析和监测电网的谐波状态。二是谐波和无功电流的实时检测，利用同步检测法[3,4]、dq变换法[5,6]、自适应谐波检测法[7]和基于瞬时无功功率理论的检测方法[8,9]等，有源电力滤波器（APF棗Active Power Filter）就是根据谐波和无功电流的检测，向电网注入大小相等，方向相反的电流，抑制和补偿电网的谐波和无功。本文首先对基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法进行分析，阐述了低通滤波器是影响谐波电流检测精度的主要原因，说明了周期信号的采样等效为矩形滑动时窗，在截取无限长谐波电流信号时，将会导致频谱的泄漏。在此基础上，提出一种基于数字信号处理器（DSP 棗Digital Signal Processor）的数字信号检测方法，用复化积分减少直流分量的检测误差，用Hamming窗消除直流分量检测过程出现的频谱泄漏。该方法不仅满足谐波电流检测精度的要求，而且特别适合在DSP上编程。为证明本文所提方法的正确性，利用MATLAB仿真软件，对该算法进行了仿真验算，并与原来的检测方法[8，9]进行对比分析，结果表明，该算法具有较高的检测精度，已在研制的30kVA APF上得到了应用。2 基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法根据对称分量法，t时刻的三相谐波电流信号瞬时值ia(t)、ib(t)和ic(t)分解为正序分量组和负序分量组，有 （1）式中 I+k、I-k、φ+k、φ-k分别是基波(k＝1)或k次谐波电流的正序及负序分量有效值和初相位。变换至α、β为 （2）当要检测基波(k′=1)或k′次谐波的正序分量时，取 （3）k=k′时 （4）k≠k′时 （5）式（4）为要检测的直流分量，式（5）对应检测中要滤除的波动分量。k′次电流正序分量检测原理如图1，图中各物理量意义见文[9]。C32C、C－1C23是数据处理的中间过程，可以通过提高计算精度减少数据运算过程的舍入误差。对式（3）直流分量的检测，原来的方法是采用模拟或数字的低通滤波器实现。图1 电流正序分量检测原理图Figure.1 Detection of positive phase-sequence current模拟低通滤波器实时性好，但电路中使用了众多的运算放大器、乘法器及电阻等元件，由于模拟器件的参数分散性大，易受环境影响等，降低了检测的精度和可靠性。数字低通滤波器有无限长脉冲响应（IIR棗 Infinite Impulse Response）和有限长脉冲响应（FIR棗Finite Impulse Response）二种。IIR有Butterworth、Elliptic、Chebyshev Ⅰ和Ⅱ等类型，对式（3）直流分量检测精度最高的是幅频特性下降斜度最大的3阶Elliptic滤波器

水泥砂浆抗压强度试验机

10kN数显电子拉力试验机

稳定杆疲劳试验机

100kN微机控制环刚度试验机

测试仪