[发明专利]一种零序电流检测计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及电力电子监测领域，特别是涉及一种零序电流检测计算方法。

背景技术

随着社会快速发展，人们生活水平的提高，用电量的急剧增加，三相四线制的不平衡越来越明显，零序电流的问题也越来越明显，零序电流的产生将导致中性线的过流烧毁或者过流保护，影响用电客户的使用，为此，出现了不同类型的电能质量监测设备，可以根据监测设备监测到的数据，对三相不平衡进行调节，如何能提前预知零序电流的大小，已经成为电能质量监测设备监控电网电流中的一个关键监测量。

为此，一些学者提出了不同的监测量计算方法，例如，傅里叶变化算法、快速傅里叶变换算法等基于傅里叶变换的监测方法，或者基于D-Q变换的算法，先将A-B-C坐标系转到α-β坐标系再转到p-q坐标系，再转到α-β坐标系，再转回A-B-C坐标系，特别是三相不平衡时，计算量几何级增加，不利于算法的实现，或实现的设备价格较高，上述方法计算量大，对电能质量监测设备的硬件要求很高，需要多个DSP芯片或者ARM与DSP结合的芯片才能完成，且实时性差，不便于后级电能质量治理设备的投切。

发明内容

本发明的目的是提供一种零序电流检测计算方法，以实现电能质量监测设备能够快速检测计算出电网中的零序电流实时值，计算量较小，进而使电能质量监测设备快速跟踪电网中所需要的零序电流，便于后级电能质量补偿设备的实时投切。

为解决上述技术问题，本发明提供一种零序电流检测计算方法，用于电能质量监测设备，该方法包括：

检测电网电流，获取电网电流值的表达式；

将所述电网电流值的表达式进行分解，获取基波电流值的表达式；

利用所述基波电流值的表达式，得到零序电流值的计算公式；其中，所述零序电流值的计算公式为：i₀₁＝A₀₁cosωt+B₀₁sinωt；i₀₁为要检测的零序电流，A₀₁、B₀₁为零序电流比例因子，ω为电网电流角频率；

计算所述零序电流比例因子，并依据所述零序电流计算公式，计算得到零序电流实时值。

优选的，所述检测电网电流，获取电网电流值的表达式，包括：

电流传感器将电网电流转化为电流信号，并将所述电流信号发送给采样电路；

所述采样电路将所述电流信号转换为电压信号，将所述电压信号送给模数转换A/D电路；

所述模数转换A/D电路将所述电压信号进行转换，转换为数字信号，获取电网电流值的表达式。

优选的，所述电网电流值的表达式如下：

其中，i(t)为电网电流值，I_1n为正序电流分量幅值，I_2n为负序电流分量幅值，I_0n为零序电流分量幅值，为正序电流分量初相位角，为负序电流分量初相位角，为零序电流分量初相位角，ω为电网电流角频率。

优选的，所述基波电流值的表达式如下：

其中，i₁(t)为电网电流中的基波电流，I₁₁为基波正序电流幅值，I₂₁为基波负序电流幅值，I₀₁为基波零序电流幅值，为基波正序电流分量初相位角，为基波负序电流分量初相位角，为基波零序电流分量初相位角。

优选的，所述零序电流比例因子A₀₁和B₀₁的计算公式如下：

A₀₁＝A_a1+A_b1+A_c1，

B₀₁＝B_a1+B_b1+B_c1；

其中，A_a1为三相电中A相得零序电流比例因子，A_b1为三相电中B相得零序电流比例因子，A_c1为三相电中C相得零序电流比例因子，B_a1为三相电中A相得无功电流比例因子，B_b1为三相电中B相得无功电流比例因子，B_c1为三相电中C相得无功电流比例因子。

优选的，所述A_a1、A_b1及A_c1的计算公式如下：