无功电流检测算法在有源滤波器中的应用*

文 | 朱俊，刘天羽，黄麒元，孟畅

无功电流检测算法在有源滤波器中的应用*

文 | 朱俊，刘天羽，黄麒元，孟畅

电力电子装置在日常生活中得到广泛应用，但是在为人们带来巨大利益的同时，也导致了谐波污染的加重。谐波污染已引起电力系统电压、电流波形畸变，这可能会导致电能的生产、传输和使用电设备严重损坏，因此亟需做的是谐波治理及谐波消除。因为有源滤波器可以有效产生补偿电流，所以只有提高滤波器性能才能更好地治理谐波。本论文所研究的重点就是谐波电流检测技术，这种技术就是检测需要补偿的电流。为了产生补偿电流我们首先检测到电路所发出的信号，当检测到信号后，通过APF产生信号所对应的补偿电流。

基于瞬时无功功率理论的pq电流检测方法

一、三相瞬时无功功率理论

三相电路瞬时电压ea、eb、ec通过αβ坐标系变换为eα、eβ，瞬时电流ia、ib、ic通过αβ坐标系变换为iα、iβ。变换式如（1）所示：

由于变换矩阵系数的存在，所以有功功率不变。

在αβ坐标系中，瞬时功率包含的有功功率p和无功功率q的表达式为：

写成矩阵形式表示：

此关系图如图1所示：

当电压和电流方向相同时他们乘积的代数和为瞬时有功功率p，是αβ坐标系上的实际物理分量。

二、pq电流检测方法

假定A相电流ia＝iaf＋iah，其中iaf、iah分别为A相基波电流和谐波电流。经过αβ坐标变换得到：

其中：iαf、iβf是电网基波电流在αβ坐标下的两相分量；iαh、iβh是电网谐波电流在αβ坐标下的两相分量。代入（2）改写如下：

系统电压为对称三相电压，电流为包含谐波的三相电流时，代入式（4）计算可以导出电网基波电压和电流基频分量作用产生功率直流分量，定义为。……