[发明专利]三相交流系统测量数据的数字滤波方法

说明书

技术领域

本发明涉及数字滤波技术领域，特别是涉及一种三相交流系统测量数据的数字滤波方法。

背景技术

随着大功率开关器件在风力发电、光伏发电、灵活交流输电等领域的应用，电力系统呈现出越来越显著的非线性，尤其在基于脉宽调制(PWM)技术的电压源变流器(VSC)应用场合，高次特征谐波幅值接近、甚至可能超过基频幅值，为了解决上述问题，可以采取在系统一次侧加装滤波器的方案，但由于高次谐波频谱的广泛性、不确定性，以及滤波设备成本较高，这种技术所获得效果极不理想。

由于高次谐波造成的波形畸变使系统无法正常控制和准确计量，因此，现有的电力系统一般会在系统二次侧的测量环节对采样数据进行一阶或高阶低通的数字滤波，当前主要研究都是在于传递函数H(s)的参数设计。但是，实际当中任何物理可实现系统都会存在延迟，无论传递函数H(s)中的系数如何设计，三相交流系统测量数据经过滤波后，均难以避免滤波前、后的基频相位延迟情况，三相交流系统测量数据谐波畸变率(THD)仍然较高，使得电力系统的相位控制存在严重偏差。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种三相交流系统测量数据的数字滤波方法。

一种三相交流系统测量数据的数字滤波方法，包括如下步骤：

将三相电压信号V_A、V_B、V_C转换为两相αβ坐标系下的电压信号V_α、V_β；

根据设定的传递函数分别对所述电压信号V_α、V_β进行低通滤波得到电压信号V'_α、V'_β；

计算所述电压信号V'_α、V'_β的基频相位δ；

根据所述传递函数计算所述低通滤波的基频相位延迟角δ₀；

根据所述基频相位δ将所述电压信号V'_α、V'_β转换为旋转dq两相坐标系下的直流电压V_d、V_q；

以δ-δ₀为变换角将所述直流电压V_d、V_q转换为三相坐标下的电压信号V'_A、V'_B、V'_C。

上述三相交流系统测量数据的数字滤波方法，首先将三相电压信号从ABC三相坐标变换为αβ两相坐标，然后在αβ坐标系下进行低通滤波，滤波后的基频值由αβ坐标变换为dq旋转坐标系下的直流量，而低通滤波所产生的基频相位延迟δ₀在由dq坐标变换回ABC坐标时进行补偿，从而有效地解决传统滤波方式的基频相位延迟问题，提高电力系统的相位控制精度。

附图说明

图1为一个实施例的三相交流系统测量数据的数字滤波方法流程图；

图2为仿真实例实验模型结构示意图；

图3为仿真实验结果示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的三相交流系统测量数据的数字滤波方法的具体实施方式作详细描述。

图1示出了一个实施例的三相交流系统测量数据的数字滤波方法流程图，包括如下步骤：

步骤S101：将三相电压信号V_A、V_B、V_C转换为两相αβ坐标系下的电压信号V_α、V_β。

在一个实施例中，在步骤S101前还包括：对三相交流系统的测量数据进行采样获得三相坐标下的电压信号V_A、V_B、V_C。

具体地，在步骤S101中将测量采样得到的电压数据V_A、V_B、V_C，从静止ABC三相坐标变换为静止αβ两相坐标，转换的公式如下：

V_α=V_A

            ；

V_α=V_B-V_C

其中，ABC→αβ坐标变换为正交变换，设置α相与A相同轴。