电源技术中的VK有源电力滤波器在电源电压畸变时的谐波提取方法

摘 要:分析了有源滤波器(APF)基于旋转坐标系下进行坐标变换的谐波检测方法。该方法在电网电压畸变情况下能很好地检测和补偿电网中的谐波电流和无功电流。应用于三相三线制电路时,该方法可以计算任意次谐波电流的瞬时值。仿真与实验均验证了所提出的谐波检测方法的有效性,基于旋转坐标系下进行坐标变换的谐波检测方法的有源电力滤波器具有良好的工作性能。 　　1 引言 　　有源滤波器是治理电力系统谐波污染的有效手段之一,其基本原理是向电网中注入一个与负载谐波电流大小相等、方向相反的补偿电流,从而消除负载谐波电流对电网的污染。有源滤波器能够有效地补偿电网中谐波的必要条件之一就是谐波电流的准确提取。迄今为止,已 【电源技术中的VK有源电力滤波器在电源电压畸变时的谐波提取方法】 在电力系统中，谐波污染已经成为一个不容忽视的问题，它会导致设备效率降低、寿命缩短，甚至引发系统故障。有源电力滤波器（Active Power Filter, APF）作为一种有效的谐波治理手段，通过实时检测和补偿谐波电流来改善电网质量。VK有源电力滤波器利用特定的谐波检测方法，在电源电压发生畸变的情况下，依然能够准确地提取谐波电流，以实现精确的补偿。 1. 有源滤波器的基本原理 有源滤波器工作原理是向电网注入一个与负载谐波电流相等但方向相反的补偿电流，以此抵消负载产生的谐波电流，从而减少其对电网的影响。准确提取谐波电流是APF发挥功能的关键，因为它决定了补偿电流的大小和方向。 2. 基于旋转坐标系的谐波检测方法 本方法采用了基于旋转坐标系下的坐标变换，即d-q坐标系，来实现谐波和无功电流的检测。在这种坐标系下，电网电压和电流矢量被投影，通过低通滤波器去除高频成分，然后反变换回原始坐标系，从而分离出谐波电流和无功电流。即使在电网电压畸变的复杂环境中，这种方法也能保持较高的检测精度。 3. 谐波检测步骤 - 第一步，将三相电流ia、ib、ic和电源电压ua、ub、uc转换到d-q坐标系。 - 第二步，通过低通滤波器滤掉基波正序以外的成分，得到基波正序电压和电流分量。 - 第三步，再将处理后的信号反变换回abc坐标系，得到补偿电流参考指令，即负载电流与基波正序有功电流的差值。 4. 谐波检测方法对比 已有多种谐波检测方法，包括基于瞬时无功功率理论、快速傅里叶变换(FFT)、小波变换、ip-iq变换、同步检测法和人工神经网络等。这些方法各有优缺点，而基于d-q坐标系的投影变换方法因其在电压畸变情况下的稳定性和准确性而受到青睐。 5. 应用与验证 该方法在三相三线制电路中可以计算任意次谐波电流的瞬时值，通过仿真和实际实验，已经证实了这种方法的有效性和良好的工作性能。 6. 结论 VK有源电力滤波器通过采用基于旋转坐标系的谐波检测方法，不仅能够精确地提取谐波电流，还能补偿无功电流，从而在电源电压畸变时仍然保持高效运行。这种方法为电力系统的谐波治理提供了一种可靠的技术手段。 有源电力滤波器及其谐波检测方法在电力系统谐波治理中扮演着至关重要的角色，而基于旋转坐标系的投影变换方法在应对电源电压畸变时表现出了卓越的性能，对于提高电力系统的稳定性和效率有着积极的贡献。