电力系统任意次谐波电流检测提取Simulink仿真

         随着整流逆变器的广泛使用和电力电子技术的飞速发展,电力系统出现了越来越多的谐波污染,谐波会给系统带来设备过热、损耗增加等许多不利影响。目前在谐波检测的理论基础上,大部分采用有源电力滤波器(APF)对电网的谐波进行补偿,如何实时且准确地检测谐波电流也相应成为一个重要的研究课题。但电网中谐波一般较为复杂,单独使用有源电力滤波器也有特定缺点,比如成本高、运行效率低等,考虑和无源滤波器(PF)组成混合滤波系统可以充分发挥APF与PF的优点,取长补短,所以这类滤波器的应用也较为广泛。对于这种有源电力滤波器,如何准确快速检测出需要消除的指定次谐波是极为重要的。除了电力滤波器,在电力系统的故障诊断与继电保护也需要用到谐波电流的检测。目前研究较为集中的检测方法主要有:带通/带阻滤波器方法,基于瞬时无功功率理论方法的dq0同步坐标的方法等等,已经广泛应用的有基于瞬时无功功率理论的如ip-iq法和p-q法。

        论文《三相四线制系统任意次谐波电流的检测新方法》在传统ip-iq法的基础上,提出了一种谐波电流检测的新方法,该方法可分别检测正序、负序、零序谐波电流分量,既适用于三相不对称系统也适用于三相四线制系统。其检测 k 次谐波电流 的算法原理框图如下图所示,具体算法原理可详见上述论文:

       依据上述论文的算法,搭建Simulink仿真系统,整体系统如下图所示。主要结构如下,1标识为系统,2标识为三相负载,3标识为谐波电流注入,4标识为谐波分量检测。谐波注入包括3、5、7次,幅值分别为10、6、4A。含谐波电流的系统电流如下图。

        依照论文所述方法搭建Simulink模型,核心检测模块如下。标识1表示需要检测的谐波次数,此处设置为5次。运行仿真模型,0.2s后输出仿真结果。标识2表示5次谐波A相波形,标识3表示5次谐波B相波形,标识4表示5次谐波C相波形,结果如下。可见该方法检测准确无误。

 

作者: whaihuan

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