电源技术中的基于瞬时电流分解的谐波电流检测方法研究

1 引言 　　有源电力滤波器（APF）是一种能动态抑制谐波和补偿无功的电力电子装置，相比传统的无源滤波器，无疑是一种更高效、更智能的改善电网环境的手段。谐波电流的检测直接影响到有源电力滤波器的补偿效果。基于FFT的谐波电流检测方法以傅里叶分析为基础，优点是检测精度高，缺点是计算量大、耗时长、不适合适时控制且难以实现时变谐波的检测。以三相电路瞬时无功功率理论为基础，以计算瞬时有功功率p、瞬时无功功率q或瞬时有功电流ip、瞬时无功电流iq为出发点，可以衍生出多种谐波电流检测方法，如p-q运算方式、ip-iq运算方式及它们的改进型算法基于瞬时无功功率理论的电流检测方法，以瞬时功率或瞬时电流的分解为 电源技术中的基于瞬时电流分解的谐波电流检测方法研究主要关注如何在有源电力滤波器（APF）中高效地检测谐波电流。有源电力滤波器是一种先进的电力电子设备，能够动态抑制电网中的谐波并补偿无功功率，相比传统的无源滤波器，它具有更高的效率和智能化程度。 传统的谐波电流检测方法，如基于FFT（快速傅里叶变换）的方法，虽然检测精度高，但因其计算复杂度高、实时性差，不适用于实时控制和时变谐波的检测。为解决这些问题，研究人员提出了一系列基于瞬时无功功率理论的检测方法，如p-q运算方式和ip-iq运算方式，以及它们的改进算法。这些方法以瞬时有功功率p和瞬时无功功率q，或瞬时有功电流ip和瞬时无功电流iq为依据，通过对瞬时功率或电流的分解来检测谐波电流。这种方法的优点在于检测精度高、延时短、动态响应好，被广泛应用于APF设计中。 然而，在非正弦和不对称的电压条件下，基于瞬时无功功率理论的检测方法会遇到局限性，因为此时瞬时功率和电流的物理意义变得模糊，并且无法处理零序分量。为克服这些挑战，文章提出了基于dq0坐标系的广义瞬时无功功率理论。通过傅里叶分解和对称变换，三相电流可以转换为正序、负序和零序分量的形式。然后利用Park变换，将abc坐标系下的三相电流变换到同步旋转的dq0坐标系，使得谐波电流得以清晰地分解。 在dq0坐标系下，三相电流id、iq、i0可以进一步分解为直流分量和交流分量。通过对id的分解，可以提取出直流分量和交流分量，同样的方法也可应用于iq和i0。这样，通过分离出直流分量，再进行反变换回abc坐标系，就能得到三相电流的基波正序分量，并据此扣除基波正序分量，从而获取广义谐波分量，即包含基波负序分量、零序分量和高次谐波分量的部分。这种方法对于准确有效地检测有源电力滤波器中的谐波电流至关重要。 总结来说，本文研究了一种基于瞬时电流分解的谐波电流检测方法，通过dq0坐标系的瞬时无功功率理论，实现了对谐波电流的精确检测，特别是在非正弦和不对称电网条件下的应用，这对于提升有源电力滤波器的性能和优化电网环境具有重要意义。