基于改进DFT信号重构的基波正序有功和无功电流检测

发布时间：2020-03-05 19:33

【摘要】：为了满足复杂工况下基波正序有功、无功电流精确检测的需要,提出一种基于参考相位的改进型DFT算法,实现αβ轴系下基波电压、电流及其正交量的重构。结合瞬时对称分量变换和瞬时无功功率理论进一步提取基波正序有功、无功电流。考虑电网频率波动问题,利用等角度间隔采样原理在线跟踪电网频率变化。相比于常规的dq法,该方法省略了锁相环和低通滤波器,可准确、实时地求出基波正序电流的有功和无功分量。最后通过仿真和实验验证了该方法的正确性和可行性。
【图文】：

原理图,无功电流检测,正序,基波

a1fb1fc1=A+1sin(ωt+θ+1)+A－1sin(ωt+θ－1)A+1sin(ωt+θ+1－2π/3)+A－1sin(ωt+θ－1+2π/3)A+1sin(ωt+θ+1+2π/3)+A－1sin(ωt+θ－1－2π/3)=Aa1sin(ωt+θa1)Ab1sin(ωt+θb1)Ac1sin(ωt+θc1)。(2)式中:1表示基波;h表示谐波;+表示正序;－表示负序;A为电量幅值;θ为初相。基波正序有功、无功电流实时检测原理如图1所示。图1基波正序有功和无功电流检测原理图Fig．1Detectionprinciplediagramoffundamentalpositivesequenceactiveandreactivecurrent1．1瞬时对称分量法根据文献［12］，αβ轴系下正、负序分量解耦模型为u+α1u+β1u－α1u－β1=1210010－110100－10110uα1quα1uβ1quβ1，(3)i+α1i+β1i－α1i－β1=1210010－110100－10110iα1qiα1iβ1qiβ1。(4)第10期李锦彬等:基于改进DFT信号重构的基波正序有功和无功电流检测17

正序,轴系,向量图,基波

其中:q=ejπ/2为90°超前移相算子;u+α1和u+β1为基波正序电压;u－α1和u－β1为基波负序电压;i+α1和i+β1为基波正序电流;i－α1和i－β1为基波负序电流。由式(3)、式(4)可知:正、负序分量的检测精确度只与各坐标轴上的量及其对应的90°超前量有关，正、负序分量检测互不影响。1．2基波正序有功、无功电流的提取根据瞬时无功功率理论，αβ轴系下基波正序电压、电流和有功电流的向量图如图2所示。图2αβ轴系下基波正序电压、电流向量图Fig．2Vectordiagramoffundamentalpositivesequencevoltageandcurrentinαβframeαβ轴系下的基波正序有功电流和无功电流的计算式分别为式(5)和式(6)。ipα=(u+α1i+α1+u+β1i+β1)u+α1(u+α1)2+(u+β1)2，，ipβ=(u+α1i+α1+u+β1i+β1)u+β1(u+α1)2+(u+β1)2。(5)iqα=(u+β1i+α1－u+α1i+β1)u+β1(u+α1)2+(u+β1)2，iqβ=－(u+β1i+α1－u+α1i+β1)u+α1(u+α1)2+(u+β1)2。(6)将式(5)、式(6)分别反变换到abc轴系下即可得到基波正序有功电流和基波正序无功电流。由以上的分析可知:检测算法的关键是αβ轴系下电量基波提取及其90°相移量的构造，本文提出一种基于参考相位改进型DFT的重构方法。2基于改进DFT基波正交信号重构2．1重构原理按式(1)、式(2)定义的负载电流经Clarke变换得到αβ轴系下电流及其基波分量为:iα=iα1+iαh，i

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