[发明专利]电网电压不平衡及谐波畸变时基波电压正负序分离方法

权利要求书

1.一种电网电压不平衡及谐波畸变时基波电压正负序分离方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

1)通过3s/2s变换，将三相静止坐标系上的abc分量u_a、u_b、u_c转化为两相静止坐标系上的αβ分量u_α、u_β；

2)将步骤1)得到的αβ分量u_α、u_β作为输入，输入到由降阶谐振控制器组成的分离器中，得到两相静止坐标系上的正负序分量，并滤除全部的高次谐波和部分低次谐波；

3)将步骤2)得到的两相静止坐标系的正负序分量输入给级联延时信号消除DSC，滤除剩余部分的低次谐波，得到两相静止坐标系上的最终的正负序分量；

4)将步骤3)得到的两相静止坐标系的正负序分量经过2s/2r变换，得到两相旋转坐标系dq轴上的正负序分量；

5)将步骤4)得到的q轴上的正序分量反馈给软件锁相环，锁定电网的角频率和相位角；

6)将步骤3)得到的两相静止坐标系上的正负序分量经过2s/3s变化，得到三相静止坐标系上的正负序分量。

2.根据权利要求1所述电网电压不平衡及谐波畸变时基波电压正负序分离方法，其特征在于，所述步骤2)中降阶谐振控制器分别采用正序解耦谐振控制器与负序解耦谐振控制器对不平衡电流中正序电流分量与负序电流分量进行控制，正和负序解耦谐振控制器中的传递函数为：

$\left\{\begin{array}{c}{G}_{PSDR}\left(s\right)=\frac{k_i{\mathrm{\ω}}_c}{s-{\mathrm{j\ω}}_0+{\mathrm{\ω}}_c}\\ G_{NSDR}\left(s\right)=\frac{k_i{\mathrm{\ω}}_c}{s-{\mathrm{j\ω}}_0+{\mathrm{\ω}}_c}\end{array}\right.$

式中：ω₀为谐振频率；ω_c为截止频率系数；k_i为增益系数。

降阶谐振控制器得到输出为：

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{\α}\mathrm{\β}}^{+}=\frac{{\mathrm{\ω}}_c}{s+{\mathrm{j\ω}}_0+{\mathrm{\ω}}_c}{u}_{\mathrm{\α}\mathrm{\β}}\\ u_{\mathrm{\α}\mathrm{\β}}^{-}=\frac{{\mathrm{\ω}}_c}{s+{\mathrm{j\ω}}_0+{\mathrm{\ω}}_c}{u}_{\mathrm{\α}\mathrm{\β}}\end{array}\right.$

式中：u_αβ为输入电网电压矢量；u⁺_αβ、u^-_αβ分别为正、负序谐振控制器的电压分量，即两相静止坐标系上的正负序分量。

3.根据权利要求1所述电网电压不平衡及谐波畸变时基波电压正负序分离方法，其特征在于，所述步骤3)中在αβ坐标系中DSC算法为：

$\left\{\begin{array}{c}DSC\[U_{{\mathrm{\α\β}}^{+}}^n\]={\left[\begin{array}{c}{\mathrm{DSC}}_n\left(\mathrm{\α}\right)\\ {\mathrm{DSC}}_n\left(\mathrm{\β}\right)\end{array}\right]}_P=\frac{1}{2}\left[\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{\α}}+u_{\mathrm{\α}}(t-T/n_1)\cos (2\mathrm{\π}/n_1)-u_{\mathrm{\β}}(t-T/n_1)\sin (2\mathrm{\π}/n_1)\\ u_{\mathrm{\β}}+u_{\mathrm{\β}}(t-T/n_1)\cos (2\mathrm{\π}/n_1)+u_{\mathrm{\α}}(t-T/n_1)\sin (2\mathrm{\π}/n_1)\end{array}\right]\\ DSC\[U_{{\mathrm{\α\β}}^{-}}^n\]={\left[\begin{array}{c}{\mathrm{DSC}}_n\left(\mathrm{\α}\right)\\ {\mathrm{DSC}}_n\left(\mathrm{\β}\right)\end{array}\right]}_N=\frac{1}{2}\left[\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{\α}}+u_{\mathrm{\α}}(t-2\mathrm{\π}/n_2)\cos (2\mathrm{\π}/n_2)+u_{\mathrm{\β}}(t-T/n_2)\sin (2\mathrm{\π}/n_2)\\ u_{\mathrm{\β}}+u_{\mathrm{\β}}(t-2\mathrm{\π}/n_2)\cos (2\mathrm{\π}/n_2)-u_{\mathrm{\α}}(t-T/n_2)\sin (2\mathrm{\π}/n_2)\end{array}\right]\end{array}\right.$

式中：α、β为分别表示坐标轴α、β上的电压分量即u_α、u_β；下标P、N分别表示正、负序分量；n₁、n₂分别取值为2(n-1)、2(n+1)。