[发明专利]一种适用于单相低谐波环境下的有功和无功电流分离方法

权利要求书

1.一种适用于单相低谐波环境下的有功和无功电流分离方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：通过滞后环节分别得到与电流i_Lα滞后π/2周期的电流信号i_Lβ和与电压v_Sα滞后π/2周期的电压信号v_Sβ；

步骤2：通过下式计算出单相电路的瞬时有功功率p(ωt)，p(ωt)由稳态分量和波动分量组成：

$p\left(\mathrm{\ω}t\right)=v_{S\mathrm{\α}}\left(\mathrm{\ω}t\right)i_{L\mathrm{\α}}\left(\mathrm{\ω}t\right)+v_{S\mathrm{\β}}\left(\mathrm{\ω}t\right)i_{L\mathrm{\β}}\left(\mathrm{\ω}t\right)=\stackrel{\‾}{p}\left(\mathrm{\ω}t\right)+\tilde{p}\left(\mathrm{\ω}t\right);$

步骤3：将计算得到的p(ωt)通过低通滤波器(LPF)可得p(ωt)的稳态分量

步骤4：令便可得到电路中的有功电流i_W，计算过程如下：

$\begin{array}{c}\left[\begin{array}{c}{i}_{W\mathrm{\α}}\left(\mathrm{\ω}t\right)\\ i_{W\mathrm{\β}}\left(\mathrm{\ω}t\right)\end{array}\right]={\left[\begin{array}{cc}{v}_{S\mathrm{\α}}\left(\mathrm{\ω}t\right)& v_{S\mathrm{\β}}\left(\mathrm{\ω}t\right)\\ v_{S\mathrm{\β}}\left(\mathrm{\ω}t\right)& -v_{S\mathrm{\α}}\left(\mathrm{\ω}t\right)\end{array}\right]}^{-1}\left[\begin{array}{c}\stackrel{\‾}{p}\left(\mathrm{\ω}t\right)\\ 0\end{array}\right]\\ \⇒\left[\begin{array}{c}{i}_{W\mathrm{\α}}\left(\mathrm{\ω}t\right)\\ i_{W\mathrm{\β}}\left(\mathrm{\ω}t\right)\end{array}\right]=-\frac{1}{{\[v_{S\mathrm{\α}}\left(\mathrm{\ω}t\right)\]}^2+{\[v_{S\mathrm{\β}}\left(\mathrm{\ω}t\right)\]}^2}\left[\begin{array}{cc}-v_{S\mathrm{\α}}\left(\mathrm{\ω}t\right)& -v_{S\mathrm{\β}}\left(\mathrm{\ω}t\right)\\ -v_{S\mathrm{\β}}\left(\mathrm{\ω}t\right)& v_{S\mathrm{\α}}\left(\mathrm{\ω}t\right)\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}\stackrel{\‾}{p}\left(\mathrm{\ω}t\right)\\ 0\end{array}\right]\end{array}$

(其中i_Wα(ωt)，i_Wβ(ωt)分别为有功电流和其正交的分量)

$\⇒i_W=i_{W\mathrm{\α}}\left(\mathrm{\ω}t\right)=\frac{v_{S\mathrm{\α}}\left(\mathrm{\ω}t\right)\stackrel{\‾}{p}\left(\mathrm{\ω}t\right)}{{\[v_{S\mathrm{\α}}\left(\mathrm{\ω}t\right)\]}^2+{\[v_{S\mathrm{\β}}\left(\mathrm{\ω}t\right)\]}^2}.$

2.根据权利要求1所述的一种适用于单相低谐波环境下的有功和无功电流分离方法，其特征在于，在低谐波环境下负载电流为有功电流和无功电流之和，无功电流i_Q通过下式得到：

$i_Q=i_{L\mathrm{\α}}-i_W=i_{L\mathrm{\α}}\left(\mathrm{\ω}t\right)-\frac{v_{S\mathrm{\α}}\left(\mathrm{\ω}t\right)\stackrel{\‾}{p}\left(\mathrm{\ω}t\right)}{{\[v_{S\mathrm{\α}}\left(\mathrm{\ω}t\right)\]}^2+{\[v_{S\mathrm{\β}}\left(\mathrm{\ω}t\right)\]}^2}.$