瞬時無功功率理論諧波檢測中低通濾波器的應(yīng)用

0 引言
隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展，電力電子裝置帶來的諧波問題對電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟運行帶來了極大影響，人們急需能夠在電網(wǎng)中對所有諧波參數(shù)進(jìn)行實時準(zhǔn)確的檢測與分析。電網(wǎng)諧波由于受非線性、隨機性、分布性、非平穩(wěn)性及復(fù)雜性等因素影響，對諧波進(jìn)行準(zhǔn)確實時檢測非常重要且并非易事，目前人們正在不斷探索更為有效的諧波實時檢測方法及其實現(xiàn)技術(shù)。
目前，電網(wǎng)諧波檢測主要通過諧波電流的檢測來實現(xiàn)。諧波檢測主要有以下幾種方法：(1)采用模擬帶通或帶阻濾波器檢測，(2)基于廣義瞬時無功功率的諧波檢測法，和瞬時無功功率理論一樣，在解決諧波總量實時檢測方面很有優(yōu)勢，在諧波實時監(jiān)測領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，本文主要是引用該方法進(jìn)行諧波實時檢測。(3)基于傅立葉變換的諧波檢測，是當(dāng)今應(yīng)用最廣泛的一種方法，缺點是檢測實時性較差。在穩(wěn)態(tài)諧波檢測中大多數(shù)采用快速傅立葉變換及其改進(jìn)算法，而對于波動諧波或快速變化的諧波，則需另尋他法。(4)基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的諧波檢測法，它主要有3方面的應(yīng)用：①諧波源辨識；②電力系統(tǒng)諧波預(yù)測；③諧波檢測。(5)基于小波變換的諧波檢測法，小波變換是一個時間和頻率的局域變換，對波動諧波、快速變化諧波的檢測有很大的優(yōu)越性，也存在固有缺陷，如窗口能量不集中，出現(xiàn)頻率疊混現(xiàn)象，缺乏系統(tǒng)規(guī)范的最佳小波基選取法等。
應(yīng)用基于廣義瞬時無功功率理論算法對諧波電流進(jìn)行實時檢測，利用MATLAB軟件搭建立了相應(yīng)的仿真電路，針對檢測電路中的低通濾波器對實時檢測效果的影響進(jìn)行了仿真分析，分析了低通濾波器LPF的類型、截止頻率fc和階數(shù)n選取，對基于廣義瞬時無功功率理論的諧波實時檢測電路的動態(tài)響應(yīng)過程有重要影響。

由abc坐標(biāo)系至dq0坐標(biāo)系的線性變換矩陣為

將dq0坐標(biāo)系下的電流向量idq0分解為相互正交的兩個分量，

其中，電流矢量ipdq0和電壓矢量Udqo在同一坐標(biāo)軸上。