[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有效
申请号: | 201510012017.3 | 申请日: | 2015-01-05 |
公开(公告)号: | CN104535826B | 公开(公告)日: | 2017-06-13 |
发明(设计)人: | 唐雄民;杜芳洲;冯锵健;陈代威 | 申请(专利权)人: | 广东工业大学 |
主分类号: | G01R19/25 | 分类号: | G01R19/25 |
代理公司: | 暂无信息 | 代理人: | 暂无信息 |
地址: | 510006 广东省广*** | 国省代码: | 广东;44 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 适用于 单相 谐波 环境 有功 无功 电流 分离 方法 | ||
技术领域
本发明涉及电力系统,特别涉及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。
背景技术
目前国内外对有功和无功电流检测主要集中在三相电网上,对单相电网则不够深入和广泛。与三相电网相比,单相电网受关注不够,问题还很多,相关理论也远远不够完善。
随着越来越多的单相电力电子设备的大量使用,如电气化铁道中采用单相整流供电机车、开关电源的广泛应用、各种家用电器如微波炉,电视,空调的使用等,使得电网的谐波含量增加。本发明提出了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。该方法通过构建分别与负载电流和电网电压相正交的电流和电压分量,并由此计算出单相电路的有功功率瞬时值。根据有功电流是由有功功率稳态分量决定这一原则,在计算有功功率稳态分量的基础上,计算得到负载电流的有功电流。依据在低谐波环境下负载电流可分离为有功电流和无功电流之和,可得到无功电流分量。
发明内容
鉴于现有技术存在的不足,本发明公开了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。
本发明通过以下技术方案予以实现:
步骤1:通过滞后环节分别得到与电流iLα滞后π/2周期的电流信号iLβ和与电压vSα滞后π/2周期的电压信号vSβ;
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:
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iW,计算过程如下:
(其中iWα(ωt),iWβ(ωt)分别为有功电流和其正交的分量)
步骤5:通过以下公式计算得到无功电流iQ:
与现有技术相比本发明的优点在于:
1、无需一般分离电路中锁相环电路,不但解决了锁相环对检测准确度的影响,而且简化了硬件设计;
2、算法结构简单,易于实现;
3、可实时准确地检测出单相低谐波环境下负载电流的有功和无功电流。
附图说明
图1是所述有功和无功电流分离方法的原理图。
图2是负载电流、采用本分离方法分离出的有功和无功电流的波形。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图1和具体实施方式对本发明作进一步详细描述。
步骤1:通过电流和电压采样电路分别采集负载电流iLα和电网电压vSα;
步骤2:根据设置好的ADC模块采样频率,采用先进先出的方式并结合数组间数据的传递特性,分别得到与iLα、vSα滞后π/2的iLβ、vSβ。具体实现过程如下:
假设第k次的电流、电压的采样值分别为iLα(k)、vSα(k),数组为a[num],其中
iLα=iLα(k),iLβ=a[num],a[num]=iLα
vSα=vSα(k),vSβ=a[num],a[num]=vSα;
步骤3:通过下式计算出第k次的瞬时有功功率p(k),p(k)由稳态分量和波动分量组成:
步骤4:p(k)通过数字低通滤波器(LPF)得到具体过程如下:
是第k-1次p(k)的稳态分量);
步骤5:令通过下式计算得到有功电流iW(k);
(其中iWα(k),iWβ(k)分别为有功电流和其正交的分量)
步骤5:通过下式计算得到无功电流iQ(k);
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