[发明专利]一种改进的APF系统谐波电流检测方法

说明书

本发明公开了一种改进的APF系统谐波电流检测方法，采用改进的FBD算法，由三相负载电流i_a(t)、i_b(t)、i_c(t)与由PLL得到的参考电压参进行计算，获得有功等效电导和无功等效电导；采用改进的i_p‑i_q法，首先将有功等效电导和无功等效电导进行线性变换后获得有功电流分量i_p(t)和无功电流分量i_q(t)；然后采用改进的移动平均值法提取有功电流分量i_p(t)和无功电流分量i_q(t)中的直流分量和最后计算三相谐波电流参考值本发明降低了谐波电流计算的复杂性，提高检测的精度和响应速度，改进的谐波检测方法相较于传统的算法，使得系统的静态及动态性能都有了明显的提高。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种改进的APF系统谐波电流检测方法。

背景技术

APF系统功能实现的前提即是谐波电流检测环节能实时准确地检测出负载所含的谐波电流，因此谐波电流检测算法的准确性和快速性将直接影响APF系统的补偿效果。目前，APF系统常用的谐波检测算法主要有：①基于瞬时无功功率理论的检测方法。该方法目前是在APF系统中应用最为广泛的，现已发展出p-q法、i_p-i_q法和d-q法。其中，p-q法是应用最早的谐波检测方法，且仅适用于三相对称且无畸变的APF系统；i_p-i_q法则应用范围广泛，对于不对称和有畸变的系统同样适用，且检测误差较p-q法小；d-q法是基于Park变换的，不仅简化了对于三相对称且无畸变的APF系统的检测，也适用于三相不对称、有畸变的系统。②基于频域分析模拟实现的带通、带阻滤波器和谐波器检测法。该检测方法电路结构简单、成本低、品质因数易于控制，但对元件参数非常敏感且误差较大，因此很少使用。③基于频域分析的离散傅立叶变换检测法。该方法需要进行傅里叶变换及其反变换，故计算量很大，存在滞后性，尤其是当电网波形畸变严重或者频率波动时，极大影响了谐波电流的检测精度。④FBD检测法。该方法是一种时域检测法，没有复杂的Park变换和Clark变换，算法简单，但该方法无法直接对APF系统的上下电容电压进行均压控制。⑤自适应检测法。该方法针对单相或三相电路电压畸变、电网参数变化以及频率偏移等诸多情况能够自适应地进行调整，但动态响应效果较差。

以上常用的电流谐波检测算法都各有优缺点，如何通过进一步的分析，推导出其中的两个或多个算法之间的内在联系并将其相融合，形成一种新的检测算法，则是本发明研究的目的。基于此，本发明经过分析推导，找到常用的FBD检测法和基于瞬时无功功率理论的i_p-i_q法之间的内在联系，并最终将两种算法相结合，提出一种新的电流谐波检测算法。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的APF系统谐波电流检测方法，该方法克服了传统FBD检测法和i_p-i_q法的不足，省去了不必要的零序电流分离环节，并减少了坐标变换带来的矩阵运算，提高了算法的可靠性和实时性；采用改进的移动平均算法代替传统的LPF，解决了上下电容电压平衡问题的同时，提高了谐波检测的实时性和精度。

本发明所采用的技术方案是，一种改进的APF系统谐波电流检测方法，具体实施步骤如下：

步骤1：采用改进的FBD算法，由三相负载电流i_a(t)、i_b(t)、i_c(t)与由PLL得到的参考电压参进行计算，获得有功等效电导和无功等效电导；