基于ip一iq的三相瞬时无功功率理论的三相电路谐波和无功检测方案详解.doc
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1、基于ip一iq的三相瞬时无功功率理论的三相电路谐波和无功检测方案详解1 引言20世纪80年代后,电力电子技术迅速发展。各种变频器、变流器、开关电源和电抗器的应用日益增多。随之产生的谐波污染也日益严重,造成电力系统电压、电流严重畸变。影响仪器仪表正常工作,增加电力器件损耗,危及电力系统安全运行。目前,谐波污染已经成为电力系统的严重公害之一解决电力系统谐波问题显得尤为迫切。电力系统谐波问题涉及面很广,包括谐波检测、谐波分析、谐波源分析、电网谐波潮计算、谐波抑制、谐波标准等。谐波检测是谐波问题中的一个重要分支,是解决其他谐波问题的基础。电力系统的谐波由于受随机性、分布性、非平稳性等因素影响,对其进行
2、准确检测并非易事。随着电力电子装置的广泛应用,使得谐波和无功问题成为了研究的热点。日本学者赤木泰文于1983年提出了三相电路瞬时无功功率理论,又称为pq理论,为三相电路谐波和无功检测提出了新的方法。2 基于ip一iq的三相瞬时无功功率理论为了克服pq理论检测时受电压质量影响的不足之处,pq理论经过不断的发展和完善,形成ip一iq为基础的三相瞬时无功功率理论。该理论的核心思想在于把满足ia+ib+ic=0的三相电流经过不含零序分量的Park变换得到ip,iq。即:可以看出,此时电流的检测只与A相电压的电角度t有关,而电压波的畸变对检测结果没有影响。其中C32是三相到两相的坐标变换阵;Cpq是旋转
3、坐标变换阵。当三相电流对称时,被检测电流为:式中,k为整数,是角频率,Ikm和k为各次电流的幅值和初相。将(2)式代入(1)式得下式:当k=l、7、13时取上符号;k=5、11、17时取下符号。由(4)式可知,与传统意义上的基波分量的有功电流和无功电流相对应。因为ip和iq可经LPF分离而得到直流分量,若将同时反变换,可得到基波分量iaf,ibf,icf如下式:式中C23是两相到三相的坐标变换阵。进而可得谐波电流iah,ibh,ich为:对谐波电流iah,ibh,ich进一步分析,可得出三相交流电中所含的高次谐波的具体情况,从而可实现对高次谐波实时检测和有针对性的滤波控制。如果只将iq作(1)
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