本發(fā)明涉及功率變換器調(diào)制控制領(lǐng)域，尤其是一種省略Park變換下的無鎖相環(huán)式諧波電流檢測法。

背景技術(shù)：

電力電子裝置和非線性負(fù)載的普遍使用，使諧波電流大量注入電網(wǎng)，嚴(yán)重影響電網(wǎng)的安全運行，因此引入了有源電力濾波器(Active Power Filter-APF)進(jìn)行諧波抑制。其基本原理是從補(bǔ)償對象中檢測出諧波，由補(bǔ)償裝置產(chǎn)生一個與該諧波電流大小相等而極性相反的補(bǔ)償電流，從而使電網(wǎng)中的諧波電流被濾除。所以APF進(jìn)行諧波抑制的關(guān)鍵環(huán)節(jié)在于諧波電流的檢測環(huán)節(jié)。

目前主要的諧波檢測法有：基于傅里葉變換的檢測方法，基于瞬時無功功率理論的檢測方法，基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的檢測方法，基于小波分析檢測方法，基于濾波器的檢測方法等，而使用比較廣泛的諧波電流檢測方法是建立在瞬時無功功率理論基礎(chǔ)上的i_p-i_q法，該方法在應(yīng)用鎖相環(huán)的基礎(chǔ)上經(jīng)過Clark和Park變換，利用低通濾波器得到基波電流，從而提取諧波電流。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明目的在于提供一種結(jié)構(gòu)簡單、跟蹤準(zhǔn)確、響應(yīng)速度快的省略Park變換的無鎖相環(huán)式SAI諧波電流檢測方法。

為實現(xiàn)上述目的，采用了以下技術(shù)方案：本發(fā)明所述方法步驟如下：

步驟1，在簡化i_p-i_q法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的情況下，對負(fù)載側(cè)三相電流提取，經(jīng)過Clark變換運算，得到兩相靜止坐標(biāo)系下的電流；

步驟2，對兩相靜止坐標(biāo)系下的電流進(jìn)行SAI環(huán)節(jié)基波正序的提??；

步驟3，對提取出的基波正序電流進(jìn)行Clark反變換運算，得到三相的基波正序電流；

步驟4，在三相基波正序電流的基礎(chǔ)上提取諧波電流。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法具有如下優(yōu)點：

1、省去了Park變換環(huán)節(jié)，簡化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)并在一定程度上增加了系統(tǒng)的準(zhǔn)確性。

2、本發(fā)明為無鎖相環(huán)的檢測法，精簡了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，使系統(tǒng)的快速性增加。

3、采用SAI環(huán)節(jié)對基波正序電流進(jìn)行提取且得到諧波電流，使得諧波電流的提取較為準(zhǔn)確和快速。

附圖說明

圖1為本發(fā)明整體結(jié)構(gòu)框圖。

圖2為傳統(tǒng)的i_p-i_q法結(jié)構(gòu)框圖。

圖3為正序的SAI原理圖。

圖4為基波正序的幅頻特性圖。

圖5為負(fù)序的SAI原理圖。

圖6為基波負(fù)序的幅頻特性圖。

圖7為本發(fā)明的基波頻率的SAI濾波結(jié)構(gòu)框圖。

圖8為本發(fā)明的諧波電流的獲取圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明：

本發(fā)明所述方法步驟如下：

步驟1，在簡化i_p-i_q法系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的情況下，對負(fù)載側(cè)三相電流提取，經(jīng)過Clark變換運算，得到兩相靜止坐標(biāo)系下的電流；

步驟2，對兩相靜止坐標(biāo)系下的電流進(jìn)行SAI環(huán)節(jié)基波正序的提??；

步驟3，對提取出的基波正序電流進(jìn)行Clark反變換運算，得到三相的基波正序電流；

步驟4，在三相基波正序電流的基礎(chǔ)上提取諧波電流。

如圖1所示，為系統(tǒng)的整體框圖，三相負(fù)載電流i_a、i_b、i_c在Clark變換下，形成兩相靜止坐標(biāo)系下的電流i_α、i_β，經(jīng)過SAI環(huán)節(jié)提取出基波正序電流i⁺_α1、i⁺_β1，然后經(jīng)過Clark反變換得到三相基波正序電流i⁺_α1、i⁺_b1、i⁺_c1，最后經(jīng)過運算得到諧波電流i_af、i_bf、i_cf，從而實現(xiàn)全電流補(bǔ)償。

圖2為傳統(tǒng)的i_p-i_q法的結(jié)構(gòu)框圖，三相負(fù)載電流i_a、i_b、i_c在Clark變換下，形成兩相靜止坐標(biāo)系下的電流i_α、i_β，經(jīng)由鎖相環(huán)輸出電壓的相位角用于Park變換，由低通濾波器對Park變換后的電流i_p、i_q進(jìn)行濾波，得到在兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系下電流的直流分量然后由Park、Clark反變換，形成三相的基波電流i_af、i_bf、i_cf，最終得到諧波電流i^*_ca、i^*_cb、i^*_cc。和圖1相比，系統(tǒng)比較復(fù)雜，增加了鎖相環(huán)和Park變換環(huán)節(jié)，在一定程度上使得系統(tǒng)的準(zhǔn)確性降低，而低通濾波器的使用又對系統(tǒng)起到了延時作用。針對以上缺點本發(fā)明提出了一種省略Park變換的無鎖相環(huán)式SAI諧波電流檢測法，大大簡化了系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，增加了系統(tǒng)的快速性等。

圖3為正序的SAI原理圖。利用正序的SAI提取法，對基波正序分量進(jìn)行提取，可以得到在省略Park變換的無鎖相環(huán)式SAI諧波電流檢測法下的基波正序電流，為諧波電流提取奠定了基礎(chǔ)。

圖4為基波正序的幅頻特性圖。由基波正序的幅頻特性圖可以看出在中心角頻率處具有諧振峰值，對于其它頻率的信號都具有衰減作用，對于50Hz的正序分量具有極性選擇作用。

圖5為負(fù)序的SAI原理圖。同理，利用負(fù)序的SAI原理圖可以對基波負(fù)序分量進(jìn)行提取。

圖6為基波負(fù)序的幅頻特性圖。當(dāng)ω＝-100π時，由于SAI對于輸入信號為-50Hz的負(fù)序信號具有極性選擇的能力，對其他頻率的信號具有濾波作用。因此SAI結(jié)構(gòu)是一種具有極性選擇特性的帶通濾波器，可以應(yīng)用到有源濾波器的諧波電流檢測。

圖7為本發(fā)明的基波頻率的SAI濾波結(jié)構(gòu)框圖。用SAI提取出的基波正序電流i⁺_α1、i⁺_β1被總電流i_α、i_β做差后，再經(jīng)過SAI基波提取環(huán)節(jié)，同時把提取出的基波正序電流i⁺_α1、i⁺_β1輸出。這樣，輸出的同時再次回到被總電流i_α、i_β做差環(huán)節(jié)，如此循環(huán)，提取更為準(zhǔn)確的基波正序電流i⁺_α1、i⁺_β1。

圖8為本發(fā)明的諧波電流獲取圖。通過對基波正序電流i⁺_α1、i⁺_β1的反復(fù)提取，進(jìn)行運算，使三相負(fù)載電流i_abc減去三相基波正序電流i⁺_abc1獲取比較準(zhǔn)確的諧波電流i^*_abc。

以上所述的實施例僅僅是對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行描述，并非對本發(fā)明的范圍進(jìn)行限定，在不脫離本發(fā)明設(shè)計精神的前提下，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案做出的各種變形和改進(jìn)，均應(yīng)落入本發(fā)明權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍內(nèi)。