[发明专利]一种电网电流中的无功电流检测计算方法

说明书

技术领域

本发明属于电力电子领域，涉及一种无功电流的检测计算方法，特别涉及一种电网电流中的无功电流检测计算方法。

背景技术

随着工业技术的发展，电力电子设备等非线性负载广泛应用各个领域，从而使得大量的无功电流流入电网，造成电网电压降低和线损增加，对同一线路上的其他用电用户造成影响，严重的情况下，烧毁线路，且使得电网的功率因数很低，为此，一些学者提出了一种固定容量的电容组补偿方法，该方法目前在电网中还有使用，相应的设备比较便宜，但是电容组补偿，容易造成过补偿或者欠补偿，且会对电网的固定次谐波电流放大，对设备造成其它影响，甚至烧毁补偿电容。

为此，现代的技术人员提出了一种新的补偿方法，静止无功发生器（SVG），可快速连续跟踪电网中的无功电流，达到很好的效果，但是大都价格很贵，算法复杂，不利于设备的推广应用，例如，基于瞬时无功理论的i_p-i_q算法实时性好，实用面比较广，但是其需要多次坐标转换，先将A-B-C坐标系转到α-β坐标系再转到p-q坐标系，再转到α-β坐标系，再转回A-B-C坐标系，特别是三相不平衡时，计算量几何级增加，不利于算法的实现，或实现的设备价格较高。

为此，本发明提出了一种新的电网电流中的无功电流检测计算方法，可快速的检测出电网中的无功电流，便于使用该方法的设备快速跟踪补偿电网中所需要的无功电流，且不会产生谐波，也不会放大其它次谐波。

发明内容

基于上述情况，本发明提出了一种电网电流中的无功电流检测计算方法，该方法采用瞬时功率计算方法，可快速检测出电网电流中的无功电流，根据检测出的无功电流，可以对电网需要的无功进行就地补偿，有效的提高了电网电压的稳定性，降低了电网的线损；本检测计算方法简单、可靠，从而有效的缩短了使用了本发明的静止无功发生器的开发时间，有效的降低了开发成本，有利于使用该技术的静止无功发生器治理设备的市场竞争优势，有利于电网电压稳定和减少线损。

本发明一种电网电流中的无功电流检测计算方法，根据对称分量法，可将电网电流分解为：  式(1)

其中，下标0、1、2分别表示零序分量、正序分量、负序分量，n表示谐波次数，表示初相角，m等于0表示为A相电流，m等于1表示为B相电流，m等于2表示为C相电流；i(t)电网电流值，I_1n正序电流分量幅值，I_2n负序电流分量幅值，I_0n零序电流分量幅值，正序电流分量初相位角，负序电流分量初相位角，零序电流分量初相位角，ω电网电流角频率。

本发明一种电网电流中的无功电流检测计算方法的原理结构图如1所示，A/B/C三相采集过程相同，仅以A相为例，进行说明，包括无功电流检测部分、无功电流分解部分、无功电流比例因子计算部分、无功含量计算部分。

通常，只需要对基波无功进行补偿，由（1）式中的n=1得基波电流，如公式（2）所示。  式(2)

其中i₁(t)为电网电流中的基波电流，I₁₁为基波正序电流幅值，I₂₁为基波负序电流幅值，I₀₁为基波零序电流幅值，为基波正序电流分量初相位角，为基波负序电流分量初相位角，为基波零序电流分量初相位角。

将式（2）分别乘以2cosωt、2sinωt然后分别经过低通滤波器，低通滤波器的截止频率小于二倍基波频率，得到各自的直流分量B₁、A₁、B₁'、A₁'，如式(3)所示。

  式(3)

令

    式（4）

A_An，第一个大写A表示无功分量比例因子，第一个下标A表示A相无功分量比例因子，第二个下表n为0、1、2分别表示零序分量、正序分量、负序分量；B_An，第一个字母B表示有功分量系数，下表A和n同上。

A_n1表示A/B/C三相求和后的基波无功电流比例因子，B_n1表示A/B/C三相求和后的基波有功电流比例因子，第二个下表1表示基波，第一个下标n为0、1、2分别表示零序分量、正序分量、负序分量。

定义：

i₂₁＝A₂₁cos(ωt+2mπ/3)+B₂₁sin(ωt+2mπ/3)