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對於有源電力設施的諧波測定探究

　1在分析三相三線係統諧波檢測原理的基礎上 ，將i p - i q運算方式應用於三相四線係統 ，該方法原理簡單 ，使用方便 ， MAT LAB仿真驗證了該檢測方法的有效性 。
　　2基於瞬時無功功率理論i p - i q運算方式的檢測原理

　　瞬時無功功率理論在有源電力濾波器諧波檢測方麵獲得了成功的應用 ，其中的i p - i q運算方式能在電網電壓波形畸變和三相不平衡時準確的檢測出諧波和無功電流分量 。其中I + n為正序電流有效值 ， I - n為負序電流有效值 ， n為諧波次數 。

　　3諧波檢測的MAT LAB仿真模型設計

　　在M atlab/ Simulink下搭建仿真模型所示 。i p - i q運算方式中 ，需要用到與電網電壓e a同相的正弦信號sin t和對應的餘弦信號- cos t ，它是由一個正弦信號和一個鎖相環（ PLL）實現的 。通過計算得到的i p 、i q信號包含基波和所有諧波成分 ，它通過低通濾波器之後得到基波分量 ，這裏的低通濾波器采用二階Butterworth濾波器 ，截止頻率為40Hz.得到的有功基波分量i - p和無功基波分量i - q通過計算後得到三相的基波正序分量i af 、i bf 、i cf ，它與被檢測電流之差即為三相的諧波和負序電流i ah 、i bh 、i ch 。它實現四線到三線的轉換 ，其內部結構所示 ，包含一個加法器和三個減法器 ，如此可將三相四線製電流轉換為三相三線製電流 ，以便於檢測 。

　　4仿真實驗結果

　　整流型負載是電力係統的常見負荷 。假設被檢測對象為三相全控橋式整流電路的交流側電流 ，www.cndlzb.com https: _xhe_href="/index.html">對電力體係內電子設施問題的研討並假設整流電路的直流側接阻感負載 ，此時 ，整流橋的交流側電流可近似為120°方波 ，其中包含正序 、負序和零序分量 ，諧波源電流i a 、i b 、i c 、i 0波形所示 。

　　經過仿真得到瞬時有功基波電流i - p和瞬時無功基波分量i - q所示 。三相電流的基波分量及a相諧波分量 。可以看到 ，經過大約0.02t的延時才可以得到穩定的基波信號 ，這是由於采用了低通濾波器的緣故 。當有源電力濾波器同時用於補償諧波和無功時 ，就需要同時檢測出補償對象中的諧波和無功分量 ，此時隻需在檢測過程中斷開i q通道 ，有i p參與運算 ，得到i′a 、i′b 、i′c的基波有功分量i apf 、i bpf 、i cpf ， i′a 、i′b 、i′c與i apf 、i bpf 、i cpf之差即為i′a、i′b 、i′c的諧波分量和基波無功分量之和所示 。同樣 ，若隻需檢測無功電流 ，則斷開i p通道 ，隻對i q行反變換即可 。

　　以上的仿真實驗表明基於瞬時無功功率理論的i p - i q運算方式可以有效地檢測出三相四線製電路的諧波和無功電流，使有效的補償諧波和無功電流成為可能 。但是本檢測方法隻能同時檢測出基波和負序分量 ，若要單獨檢測基波負序電流 ，要采用其它算法 。

　　5小結

　　本文依據瞬時無功功率理論的i p - i q算法 ，借助M atlab軟件建立了諧波檢測的仿真模型 ，仿真波形表明該方法可以有效地檢測三相四線製電路的諧波和無功電流 ，同時完全適合三相三線製電路的檢測 。隨著電子技術的發展 ， DSP之類的微處理器得到廣泛的使用，它們可以滿足以上檢測方法對精度和快速性的要求 ，所以本檢測方法適宜用數字電路實現 。