[发明专利]一种电力系统高次谐波检测的方法

说明书

本发明公开了一种电力系统高次谐波检测的方法，该方法基于i_p‑i_q谐波检测法，利用自适应陷波器对同步坐标系锁相环进行改进，得到自适应陷波器锁相环ANF‑PLL，实现在电网电压不平衡且畸变时仍能准确的提取基波正序相位，并使用滑动均值滤波MAF代替低通滤波提高检测精度。该方法解决本发明了现有技术中存在的谐波检测法在系统电压不平衡且畸变时会出现检测误差的问题。本发明可用于三相三线制和三相四线制电力系统，具有结构简单、检测精度高、便于工程实现等优点。

技术领域

本发明属于电力工业技术领域，具体涉及一种电力系统高次谐波检测的方法。

背景技术

近年来，全球面临化石能源匮乏、环境污染日益严重等严峻形势，迫使人们对可再生能源进行开发和利用。将可再生能源转换为电能，必须利用大量的电力电子装置，而随着电力电子装置的广泛应用，导致大量的谐波注入电网。谐波问题对电力系统安全、稳定、经济运行构成潜在威胁，对电力设备危害尤其严重，因此对电力系统谐波的研究显得尤为重要，而电力系统谐波的检测正是这些研究的首要任务。

目前，常用的谐波检测方法有：基于频域分析的离散傅里叶变换及小波变换；基于Fryze时域分析的有功电流检测法；基于瞬时无功功率的检测法等。离散傅里叶变换算法需要进行严格的同步采样，由于计算量过大导致运算时间长，在应用于高实时性的补偿系统时往往达不到预期的要求。小波变换算法依靠其时间局限性弥补了傅里叶变换中的缺点，但在进行基波选取时往往无法选取到最小基波导致检测效率降低。基于Fryze时域分析的有功电流检测法需要计算负载有功功率和电网电压的有效值，至少有一个周期的延迟，不适用于频繁变化的负载。基于瞬时无功功率理论的谐波检测法是目前应用最为广泛的方法，其优点是电路较简单，实时性好，可应用于单相和三相系统，但检测精度受其滤波器的影响。同时上述方法均在系统电压不平衡且畸变时会出现检测误差。

发明内容

本发明的目的是提供一种电力系统高次谐波检测的方法，解决了现有技术中存在的谐波检测在系统电压不平衡且畸变时会出现检测误差的问题。

本发明所采用的技术方案是，一种电力系统高次谐波检测的方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、采样电网A相电压e_a、B相电压e_b和C相电压e_c，将e_a、e_b和e_c进行克拉克变换C₃₂，得到两相静止坐标系下的α轴电压e_α和β轴电压e_β；

步骤2、两相静止坐标系下的α轴电压e_α和β轴电压e_β分别通过自适应陷波器ANF，得到滤除了高频信号的α轴原始电压e_α和正交信号S_90°u_α以及β轴原始电压的e_β和正交信号S_90°u_β；

步骤3、将α轴电压e_α、S_90°u_α和β轴电压e_β、S_90°u_β进行正交运算，得到两相静止坐标系下α轴的基波正序电压和β轴的基波正序电压

步骤4、对α轴的基波正序电压和β轴的基波正序电压进行派克变换C，得到同步坐标系下d轴电压和q轴电压然后引入闭环控制，通过PI调节器控制q轴电压分量使得到电网电压角频率ω，对ω积分得到电网基波正序电压相位θ；