一種諧波與無功電流檢測方法的探討
由此可得三相鎖相環(huán)的框圖,如圖3所示。本文引用地址:http://cafeforensic.com/article/192795.htm
為達到跟蹤電網頻率的效果,設usq*=0,將其與實際usq求差得到誤差量??紤]電網電壓波形畸變引入的交流量,將誤差經過環(huán)路濾波器CPLL的濾波和調節(jié),可得角頻率的調節(jié)量ωcon。實際應用中,誤差量需濾除的分量為基波及以上諧波,故截止頻率約為10 Hz。
應用Matlab/Simulink搭建模型進行仿真分析。設置仿真條件:初始頻率為50 Hz,包含20%的5次諧波(其他次諧波的效果相同);在0.2 s改變頻率為51 Hz,包含20%的5次諧波。
由圖4仿真結果可見,電網電壓us畸變嚴重,且在0.2 s發(fā)生了相位突變,但鎖相環(huán)信號uPLL在3~4個電網周期后即可準確跟蹤電網電壓相位。仿真結果表明,該三相鎖相環(huán)效果顯著,不僅能準確跟蹤含有諧波的電網波形,在電網頻率發(fā)生較大偏移時,仍能快速進行跟蹤。
實際應用中,用程序實現三相鎖相環(huán)時,一般采用固定定時器的循環(huán)計數來產生同步信號,因此可通過改變最大循環(huán)計數值的方法以改變同步信號的頻率和相位。設固定定時器的周期為T,電網頻率為額定值ωff時,對應的循環(huán)計數值Npr=2π/(ωffT);當頻率變化為ωcon+ωf f時,由于T不變,得到的最大計數值Nmax=Nprωff/(ωcon+ωff)。
5 仿真分析及實驗驗證
仿真設定的條件是三相不可控整流負載,在0.3 s時突然增大負載電流。其負載電流iL、有功電流ip及檢測得到的諧波電流ih波形如圖5a所示。
由圖可見,該方法具有很好的精確性,能較快跟蹤諧波和無功電流的變化,且在負載電流發(fā)生突變的情況下仍能快速跟蹤,為APF提供精確實時的指令信號。
搭建采樣電路,采用TMS320F2812芯片作為控制器,外置16位的A/D采樣芯片AD7656進行電流電壓信號的采樣,通過程序實現諧波檢測算法,得到需要補償的諧波電流。實驗結果驗證了該方法的可行性和準確性。實驗采用DSP開發(fā)軟件CCS3.3進行編程及對采樣數據進行分析計算,圖5b示出采樣得到的負載電流和計算得到的諧波電流波形,由圖可見,諧波檢測準確。
6 結論
提出了一種諧波與無功電流檢測方法,該算法無需復雜的矩陣變換,檢測速度快,可為有源電力濾波器提供了快速準確的諧波與無功電流指令,為其治理奠定了基礎。
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