[发明专利]一种多频率分次谐波检测方法

摘要

本发明公开了一种多频率分次谐波检测方法，通过AD采样环节采集电网电压，再利用锁相环对电网电压进行锁相，得到电网电压频率f_pll和相位θ，接着采集负载电流i_L，将其与分次谐波检测系统输出量做一个减法运算，再将所得差值输入到多频率开关进行分组，然后将不同组别的信号通过不同的开关频率进行输出；最后将多频率开关输出的信号通过n次谐波带通滤波器，得到被检测的负载电流i_L的n次谐波。通过本发明方法，能够在减少高频控制系统的计算量前提下实现对被检测的负载电流i_L各个谐波的分次检测提取。

主权项

1.一种多频率分次谐波检测方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)、对电网电压Ug进行AD采样，得到采样后的电网电压ua、ub、uc，再利用锁相环对电网电压进行锁相，进而获取电网电压频率fpll：(1.1)、对电网电压ua、ub、uc进行Clarke变换，得到电网电压在静止参考坐标系下的α轴和β轴分量：uαβ＝Tabc‑αβ·uabc    (1)；其中，u_αβ＝[u_α,u_β]^T表示静止参考坐标系下电网电压的α轴和β轴分量，u_abc＝[u_a,u_b,u_c]^T表示三相电网电压，表示Clarke变换矩阵；(1.2)、通过Park变换将静止参考坐标系下的α轴和β轴分量变换为同步旋转参考坐标系下的d轴和q轴分量：udq＝Tαβ‑dq·uαβ    (2)；其中，u_dq＝[u_d,u_q]^T表示同步旋转参考坐标系下电网电压的d轴和q轴分量，表示Park变换矩阵，其中θ表示锁相环电压控制振荡器V_co输出的同步信号相位；(1.3)、将电网电压q轴分量的给定值与实际电网电压的q轴分量相减，得到误差信号eq：eq＝0‑uq    (3)；其中，0为电网电压q轴分量的给定值；(1.4)、将误差信号eq送入PI调节器，再将PI调节器的输出与三相电网电压角频率ω相加，得到锁相环电压控制振荡器Vco的输入角频率ω′：ω′＝PI[eq]+ω    (4)；其中，PI[*]表示PI调节器；(1.5)、通过PI调节器对误差信号eq的调节，当控制系统运行达到稳态时，Vco的输入角频率ω′和Vco的输出同步信号相位θ将分别跟踪电网电压信号的角频率和相位，从而得到电网电压的频率fpll为：fpll＝ω′/2π    (5)；(2)、采集负载电流iL，将其与多频率分次谐波检测系统的输出量做减法运算，得到检测差值信号ΔiL，再将检测差值信号ΔiL输入到多频率采样开关，多频率采样开关对检测差值信号进行不同的频率降低和分组，最后按照不同的频率进行输出；(3)、将经过多频率采样开关降低频率和分组后的检测差值信号输入到对应n次谐波带通滤波器进行n次谐波检测，得到被检测负载电流iL的n次谐波；其中，步骤(2)中，多频率采样开关对检测差值信号ΔiL进行不同的频率降低和分组的方法为：(2.1)、计算多频率采样开关的输入量，即检测差值信号ΔiL：将负载电流iL减去各n次谐波带通滤波器输出总和i′L，得到多频率采样开关的输入量检测差值信号ΔiL：ΔiL＝iL‑i′L；(2.2)、多频率采样开关对检测差值信号ΔiL进行频率降低和分组输出：将检测差值信号ΔiL分成k组，每组中经过不同的多频率采样开关Sj{·}，对ΔiL进行不同频率的采样和输出；第j(j＝1,2,...,k)组的多频率采样开关S_j{·}的工作频率为其中，fs表示多频率分次谐波检测系统的频率，mj为正整数，表示多频率采样开关Sj{·}的降频系数；根据第j组多频率采样开关S_j{·}的开关频率其输出的降频检测差值信号Δi_j；Δij(zm)＝Sj{ΔiL(z)}；其中，z、均表示Z域算子。