[发明专利]一种基于复合广义积分的FBD谐波检测方法

权利要求书

1.一种基于复合广义积分的FBD谐波检测方法，其特征在于：通过观测虚拟磁链代替传统FBD谐波检测法中的锁相环；虚拟磁链通过降阶广义积分和二阶广义积分相结合的复合广义积分结构进行观测：前级降阶广义积分实现对电网电压的正负序分离，后级二阶广义积分生成与电网电压矢量正交的虚拟磁链信号并进一步抑制谐波；具体步骤是：

步骤1：由电网电流和与电网电压同步的正余弦信号获得等效有功电导G_p(t)

式中，u为电网电压，u＝[u_a,u_b,u_c]^T，i为电网电流，i＝[i_a,i_b,i_c]^T，分别为n次谐波电流正序和负序幅值；分别为n次谐波电流正序和负序的初相角；

步骤2：获得的等效有功电导经过低通滤波器得到直流等效有功电导将直流等效有功电导与相应正余弦信号相乘得到三相基波正序有功电流；当有源滤波器既补偿谐波又补偿无功时，将电网电流与基波正序有功电流做差，得到补偿指令信号；当有源滤波器仅补偿谐波电流时，将电网电流与基波正序有功电流和无功电流做差，得到补偿指令信号；

步骤3：与电网电压同步的正余弦信号由虚拟磁链观测模块和正余弦信号计算模块获得：首先通过Clark变换，将电网三相电压信号变换为静止坐标系下的两相信号，此信号经过虚拟磁链观测模块生成与电网电压矢量正交的虚拟磁链，虚拟磁链再输入至正余弦信号计算模块计算生成与电网电压同步的正余弦信号；

步骤4：虚拟磁链通过复合广义积分结构来观测，复合广义积分由降阶广义积分与二阶广义积分相串联的方式实现；前级降阶广义积分对来自电网的电压信号进行正负序分离，输出的电网电压正序信号作为后级二阶广义积分的输入，在二阶广义积分正交特性的作用下获得与电网电压矢量同相的电压信号和与电网电压矢量正交的虚拟磁链信号

步骤5：对锁相电路输出的虚拟磁链计算获得与电网电压同步的正余弦信号，已知电网电压矢量角θ_e与虚拟磁链角θ存在关系电网电压矢量角又滞后电网A相电压相位角θ_a90°，因此，与电网电压同步的正余弦信号表示为：

步骤6：在前级降阶广义积分器加入锁频环实现整个复合广义积分的频率自适应，避免由于电网频率偏移造成的谐波检测精度下降；

步骤7：引入后级二阶广义积分的误差信号，通过虚拟磁链与误差信号做差的方式消除直流分量的影响；

步骤8：将正余弦发生器输出的正余弦信号代入FBD谐波检测方法中，精确检测电网谐波。

2.根据权利要求1所述的基于复合广义积分的FBD谐波检测方法，其特征在于：所述在步骤6中，在前级降阶广义积分器加入锁频环，锁频环的输入信号包括两部分，一部分是α轴的误差信号与其正交信号的乘积，另一部分是β轴的误差信号与其正交信号的乘积；输入信号含有ω′-ω这一频率估计所需要的误差信号，ω′为锁频环输出频率，ω为电网频率；当ω′ω，大于0，反之小于0；当经过一个负的增益系数和积分控制器，使此时ω′＝ω，实现频率自适应。

3.根据权利要求1所述的基于复合广义积分的FBD谐波检测方法，其特征在于：降阶广义积分器的输出为二阶广义积分器的输入，经过前级降阶广义积分的正负序分离以及滤波作用，二阶广义积分的输入信号仅包括电压正序基波和直流量；二阶广义积分的输入到误差的传递函数具有陷波特性，陷波频率与基波频率相等，因此二阶广义积分器的误差信号仅有直流量，采用虚拟磁链与误差信号做差就可消除直流分量的影响。