【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于電力電子器件控制，涉及一種省略park變換的無鎖相環式gdss諧波電流檢測系統及檢測方法。
技術介紹
1、“雙碳”背景下，可再生能源的發展獲得人們越來越多的關注，風能和太陽能等清潔能源的開發利用，電網中大量應用高比例分布式電源及電力電子裝置，同時隨著新能源并網規模的不斷擴大，大量不平衡、非線性等種類繁多的負荷及儲能設備接入配電網。大量的分布式電源、電力電子裝置和非線性負載的接入使得配電網中諧波含量進一步增加，造成配電網的諧波污染嚴重。常用的諧波治理設備有無源電力濾波器(ppf)和有源電力濾波器(apf)，有源電力濾波器作為電網諧波治理的重要裝備，在現價段電網無功補償、電網電壓穩定以及諧波治理中得到廣泛應用，是一種理想的諧波治理裝置。其基本原理是從補償對象中檢測出諧波，由補償裝置產生一個與該諧波電流大小相等而極性相反的補償電流，從而使電網中的諧波電流被濾除。所以有源電力濾波器(apf)進行諧波抑制的關鍵環節在于諧波電流的檢測環節，準確快速地檢測出負載電流中的基波電流與諧波電流是補償電網諧波的基礎。
2、目前常用諧波檢測算法主要有：基于瞬時無功功率理論的p-q法、ip-iq法、fbd法以及自適應諧波檢測法等。基于瞬時無功功率理論的p-q法在電網電壓波形發生畸變時檢測結果存在誤差，故很少使用。為了改善p-q諧波電流檢測法受電網電壓波形干擾的不足，研究者提出通過鎖相環測提取和電網電壓同頻同相位的正弦信號來替代檢測電網電壓，鎖相環的應用擴展了諧波電流檢測的使用范圍。基于瞬時無功功率理論的ip-iq法、fbd法以及
3、李建霞等提供的基于正弦幅值積分器(sai)的諧波提取結構中(李建霞,閆朝陽,代會文,等.基于正弦幅值積分器的全電流諧波檢測方法[j].太陽能學報,2020,41(2):172-180)，同樣沒有使用鎖相環、park變換模塊，結構簡單，檢測速度較快。其sai調節器在諧振頻率處具有無窮大的增益，表現為帶通濾波器特點，對輸入信號具有頻率和極性的選擇特性。但是利用sai結構在諧振頻率處提取固定波次時有誤差，因此所提出的諧波檢測法在精確度上有所不足。
4、在實現特定次諧波頻率提取時，現有的dsc方法需要選擇多個不同的算子進行級聯，且這些算子的選擇并不獨立，每一個dsc算子都需要考慮選取適當的延時參數來與其他算子進行配合，在設計濾波結構時較為復雜。
技術實現思路
1、為了克服上述現有技術的缺陷，本專利技術的目的是提供一種省略park變換的無鎖相環式gdss諧波電流檢測系統及檢測方法，對基波電流進行提取并通過運算得到諧波電流，精簡了諧波電流檢測方法的結構，同時具有優越的檢測精度與檢測速度，對諧波電流的提取更為準確迅速；解決了現有ip-iq檢測技術受鎖相環性能影響，在復雜工況下檢測精度低、速度慢的技術問題；本專利技術在電網電壓三相不平衡的情況下仍然具有較高的檢測精度和動態性能。
2、為了達到上述之目的，本專利技術所采用的技術方案是：
3、一種省略park變換的無鎖相環式gdss諧波電流檢測系統，包括：
4、clarke變換模塊，用于對輸入負載電流信號進行變換，即對負載側含有諧波的三相電流ila、ilb、ilc進行提取，將負載側三相電流ila、ilb、ilc輸入clarke變換模塊，經過clarke變換運算，得到兩相靜止的αβ坐標系下的負載電流ilα、負載電流ilβ；
5、gdss模塊，該模塊包含子模塊gdss1和子模塊gdss2，且兩個子模塊結構相同；子模塊gdss1的作用為消除輸入信號負載電流ilα基波分量以外的諧波電流分量，提取出輸入信號負載電流ilα中的基波電流分量iαfp；子模塊gdss2的作用為消除輸入信號負載電流ilβ基波分量以外的諧波電流分量，提取出輸入信號負載電流ilβ中的基波電流分量iβfp；
6、clarke反變換模塊，上一級gdss模塊所提取出的基波電流分量iαfp與基波電流分量iβfp通過clarke反變換模塊得到三相基波電流分量；
7、諧波電流提取模塊，通過將負載側含有諧波的三相電流ila、ilb、ilc與經過gdss模塊和clarke反變換模塊所提取出的三相基波電流分量iafp、ibfp、icfp相減，即可得到除基波分量以外的諧波電流分量iha*、ihb*、ihc*，實現諧波電流的提取。
8、一種省略park變換的無鎖相環式gdss諧波電流檢測方法，具體包括以下步驟：
9、步驟一：對負載側電流進行提取，負載側的三相電流ila、ilb、ilc含有諧波，將負載側電流通過clarke變換模塊，將其變換到兩相靜止的αβ坐標系下，得到兩相靜止的αβ坐標系下的負載電流ilα、負載電流ilβ；
10、步驟二：將兩相靜止的αβ坐標系下的負載電流ilα、負載電流ilβ通過gdss模塊濾除諧波分量，提取基波分量，其中，兩相靜止的αβ坐標系下的α軸的負載電流ilα通過子模塊gdss1，β軸的負載電流ilβ通過子模塊gdss2；兩相靜止的αβ坐標系下的負載電流ilα、負載電流ilβ通過gdss模塊后分別得到基波電流分量iαfp、基波電流分量iβfp；
11、步驟三：將gdss模塊輸出的基波電流分量iαfp和基波電流分量iβfp輸入clarke反變換模塊，將兩相靜止的αβ坐標系下的基波電流分量iαfp、基波電流分量iβfp變換為三相基波電流iafp、ibfp、icfp；
12、步驟四：在三相基波電流iafp、ibfp、icfp的基礎上提取諧波電流，將含有諧波的負載側三相電流ila、ilb、ilc與clarke反變換模塊輸出的三相基波電流iafp、ibfp、icfp相減，即可提取出諧波電流iha*、ihb*、ihc*。
13、所述步驟二將兩相靜止的αβ坐標系下的負載電流ilα、負載電流ilβ通過gdss模塊濾除諧波分量，提取基波分量ifp的具體方法為：
14、當理想的電網電流被諧波污染時，根據傅里葉分析可知，此時的電網電流表示為頻率為ω的基波分量ifp與頻率為hω(h＝2,3,4……h)的諧波電流分量的組合，表示為：
15、
16、式中，h為諧波次數(對基波分量而言有h＝1)；h為最大諧波次數；ω、分別為基波角頻率以及h次諧波的初始相位；
17、步驟2.1，對子模塊gdss1的表達式進行推導：
18、定義通用延遲信號算子gds(generalized?delayed?signal?operator,gds)，將它本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種省略Park變換的無鎖相環式GDSS諧波電流檢測系統，其特征在于，包括：
2.基于權利要求1所述一種省略Park變換的無鎖相環式GDSS諧波電流檢測系統的檢測方法，其特征在于，具體包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述一種省略Park變換的無鎖相環式GDSS諧波電流檢測方法，其特征在于，所述步驟二將兩相靜止坐標系下的負載電流通過GDSS模塊濾除諧波分量，提取基波分量ifp的具體方法為：
4.根據權利要求2所述一種省略Park變換的無鎖相環式GDSS諧波電流檢測方法，其特征在于，所述子模塊GDSS2提取基波分量過程與子模塊GDSS1提取基波分量過程相同，通過子模塊GDSS2濾除除基波分量以外的諧波分量，獲取電網負載電流在αβ坐標系下的β軸的基波分量iβfp。
5.根據權利要求3所述一種省略Park變換的無鎖相環式GDSS諧波電流檢測方法，其特征在于，從所述式(10)知，子模塊GDSS1的最大延遲時間為mT/(hsn)，也就是說子模塊GDSS1的動態響應時間不會超過一個基波周期(0.02s)。
【技術特征摘要】
1.一種省略park變換的無鎖相環式gdss諧波電流檢測系統，其特征在于，包括：
2.基于權利要求1所述一種省略park變換的無鎖相環式gdss諧波電流檢測系統的檢測方法，其特征在于，具體包括以下步驟：
3.根據權利要求2所述一種省略park變換的無鎖相環式gdss諧波電流檢測方法，其特征在于，所述步驟二將兩相靜止坐標系下的負載電流通過gdss模塊濾除諧波分量，提取基波分量ifp的具體方法為：
4.根據權利要求2所述一種省略park變換的無...
【專利技術屬性】
技術研發人員：晏小卉，邱浩，
申請(專利權)人：廣州納威碳基科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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