494/2009有源电力滤波器改进型谐波检测方法的仿真韩璐,陈君诚,刘芳,许丽云(山西大学,山西太原030013摘要:有源电力滤波器是补偿谐波的有效装置,而其最关键的部分就是谐波检测环节,它决定着谐波补偿效果的好坏。对一种改进的ip-iq谐波电流检测方法进行了深入研究,并在其检测总谐波电流基础上将其推广到了检测特定整数次谐波电流。此方法省去了传统ip-iq变换中两相与三相之间的互相转换,使计算过程大大简化,且不需要锁相环就可以获得同步旋转角,消除了锁相环调试困难、有延时等不足。根据该方法还建立了Simulink仿真模型,在检测总谐波电流和检测特定整数次谐波电流两种情况下进行了仿真研究,证明了该方法的正确性。关键词:ip-iq谐波检测法;两相与三相转换;锁相环;谐波检测;特定整数次谐波;仿真中图分类号:TM743;TM761.+1文献标识码:A文章编号:1671-8410(200904-0049-05SimulationontheImprovedHarmonicCurrentDetectingMethodofAPFHANLu,CHENJun-cheng,LIUFang,XULi-yun(ShanxiUniversity,Taiyuan,Shanxi030013,ChinaAbstract:Activepowerfilter(APFisaneffectiveequipmentofcompensatingharmonics,themostimportantpartofwhichisharmonicdetectingthatdeterminestheeffectiveofharmoniccompensation.Animprovedip-iqdetectingmethodwasresearcheddeeplyandextendedtodetectspecialintegerharmoniccurrent.Itsimplifiersthecomputationbyomittingthemutualconversionbetweenthree-phaseandtwo-phaseoftraditionalip-iqtransform,andeliminatesdebuggingdifficultyandtimedelaybyobtainingthesynchronousrotaryanglewithoutphaselockloop(PLL.Furthermore,thesimulationmodelisestablishedandsimulatedinbothsituationsofthecomplexharmoniccurrentdetectingandthespecialintegerharmoniccurrentdetecting,andtheresultprovesthevalidityofthemethod.Keywords:ip-iqharmonicdetection;transitionbetweenthree-phaseandtwo-phase;phaselockloop;harmonicdetecting;specialintegerharmoniccurrent;simulation收稿日期:2009-04-20作者简介:韩璐(1984-,女,硕士研究生,研究方向为电力电子在谐波抑制中的应用;陈君诚(1949-,男,教授,主要从事电力系统谐波抑制和无功补偿方面的研究。万方数据整数次谐波电流检测方法中,使其用途更加广泛。1传统的ip-iq谐波电流检测法[1]传统的ip-iq谐波电流检测法的原理框图如图1所示。图中ia、ib、ic为三相三线制电路的各相电流瞬时值;ea为a相电压瞬时值;iaf、ibf、icf为基波电流;iah、ibh、ich为谐波电流合成值;LPF为低通滤波器;信号发生器为正、余弦发生电路;PLL(PhaseLockLoop为锁相环电路。图1中:(1(2(3C23=C32T(4该方法中,需用到与a相电网电压ea同相位的正弦信号sinωt和对应的余弦信号cosωt,它们可由锁相环(PLL和正、余弦信号发生电路得到。根据定义可以计算出ip、iq,经LPF滤波器得出ip、iq的直流分量、。这里,、是由iaf、ibf、icf产生的,因此由、可计算出iaf、ibf、icf,进而计算出iah、ibh、ich。检测谐波和无功电流之和,只需要断开图中计算iq的通道即可,如果只需检测无功电流,则只要对iq进行反变换即可。2改进型的ip-iq谐波检测法[2]传统的ip-iq法是基于瞬时无功功率理论提出的,其中两相与三相之间的相互变换是为了求得无功功率值,在谐波检测中并不重要。因此当APF只用于谐波检测时,此相互变换可以省略。改进型的ip-iq谐波检测法原理如图2所示。图2中:cosθ=cosωt(5sinθ=sinωt(6(7(8这种改进型谐波检测算法已经在文献[2]中提出,但是它局限于检测总的谐波电流,对于目前研究较广泛的特定整数次谐波电流的检测却没有涉及,本文将该方法进行了拓展,提出了改进型的特定整数次谐波检测法。3改进型的特定整数次谐波ip-iq检测法改进型的特定整数次谐波ip-iq检测法多用在PPF和APF混合的电路拓扑结构中。对于这类有源电力滤波器,因为传统ip-iq谐波电流检测方法会在检测非整数次谐波时使非整数次谐波幅值变大,进而影响APF的直流侧电压稳定,影响装置的整体补偿效果,所以检测出需消除指定整数次数的谐波组显得格外重要[3,4]。文献[5]已经证明,要检测特定次数谐波...