[发明专利]一种频率自适应实时分次谐波检测方法

摘要

本发明公开了一种频率自适应实时分次谐波检测方法，通过锁相环对电网电压进行锁相，获取电网电压频率f_g，根据电网电压频率f_g调整系统控制频率f_s，使电网电压在频率波动时保持电网基波周期内系统的采样点数保持不变，实现n次谐波带通滤波器频率自适应功能，再将n次谐波带通滤波器输入量做一个减法运算，以消除各次谐波之间的相互干扰。最后，通过n次谐波带通滤波器提取被测信号n次谐波，这样实现了被测信号谐波准确实时分次检测。

主权项

1.一种频率自适应实时分次谐波检测方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）、采集电网电压u_sa、u_sb、u_sc，通过锁相环对电网电压进行锁相，获取电网电压频率f_g：（1.1）、对电网电压进行Clarke变换，得到电网电压的α轴分量和β轴分量：uαβ=uαuβ=Tαβ·usausbusc---(1);]]>其中，u_αβ=[u_α,u_β]^T表示αβ坐标系下电网电压，Tαβ=23·1-1/2-1/203/2-3/2]]>表示Clarke变换矩阵，u_sabc=[u_sa,u_sb,u_sc]^T表示ABC坐标系下电网电压；（1.2）、对（1）式中电网电压的α轴分量和β轴分量进行Park变换，得到电网电压的d轴分量和q轴分量：udq=uduq=T(θ^)·uαuβ---(2);]]>其中，u_dq=[u_d,u_q]^T表示dq坐标系下电网电压，T(θ^)=cosθ^sinθ^-sinθ^cosθ^]]>表示Park变换矩阵，表示锁相环压控振动器输出的同步信号相位；（1.3）、对（2）式中电网电压的α轴分量和β轴分量的比值求反正切，得到实际电网电压与锁相环输出同步信号之间的相位误差Δθ为：Δθ=arctan(u_q/u_d)                    （3）；（1.4）、将（3）式得到的相位误差Δθ送入PI控制器，将PI控制器输出与电网电压前馈角频率ω相加，得到锁相环压控振荡器输入角频率ω^=PI[Δθ]+ω---(4);]]>PI[*]表示PI控制器；（1.5）、计算电网电压频率f_g：在以上步骤（1.1）至步骤（1.4）构成了一个闭环负反馈系统，通过PI控制器对Δθ进行调节，当闭环负反馈系统达到稳态时，锁相环压控振荡器输入角频率和锁相环压控振荡器输出同步信号相位分别跟踪电网电压信号角频率和相位，得到电网电压频率f_g：fg=ω^2π---(5);]]>（2）、通过步骤（1.5）中得到的电网电压频率f_g调整分次谐波检测系统的时钟频率f_s，实现各次谐波带通滤波器频率自适应功能；（3）、采集被测电压/电流i_L，通过分次谐波检测系统中的各次谐波带通滤波器提取出电压/电流i_L的各次谐波。