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交流电力系统自诞生起,在产生基波电量的同时就伴有谐波问题。随着电力电子技术的飞速发展,各种电力电子装置在电力系统、工业、交通及家庭中的应用日益广泛,加剧了对电网的污染,产生了大量的谐波。由于谐波对供配电线路,电力设备,电力电缆,用电设,低压开关设备,弱电系统设备等等危害。世界各地已经十分重视电能质量的管理,许多国家及地区已经制定了各自的谐波标准。我国也分别于1984年及1993年通过了"电力系统谐波管理暂行规定"及GB/T-14549-93标准用以限制供电系统及用电设备的谐波污染。谐波治理是电能质量问题的核心内容之一,也是现代电力生产发展的迫切要求。电力有源滤波器是补偿电力系统中谐波及无功功率的重要装置,谐波电流的检测环节是一个直接影响到有源滤波效果的关键环节。
本文首先从传统的谐波抑制手段--无源滤波器(也称为LC滤波器),以及L·Gyugi提出的用PWM逆变器构成的电力有源滤波器来抑制谐波开始,由于在有源电力滤波器中存在如何快速检测谐波电流,如何解决在谐波电流检测中碰到的实际操作等等问题。本文详述了目前的检测方法:采用模拟带通滤波器检测高次谐波电流的方法、基于Fryze传统功率定义的谐波电流检测方法,基于傅立叶变换的谐波检测方法,同步检测法,单位功率因数谐波检测法,基于正弦函数正交特性的谐波检测法,基于采样保持原理的谐波检测法,基于自适应干扰抵消原理的自适应闭环检测法,基于小波变换的谐波检测法,基于神经网络的谐波检测法,基于瞬时无功理论的谐波电流检测方法,基于频域理论,基于广义瞬时无功功率p,q计算方法、平均功率法等等.并在分析了这些方法的优缺点的基础上,提出一种新的d-q坐标变换检测方法。
然后文中阐述了d-q变换检测法检测谐波的原理,讲解了无锁相环d-q变换谐波电流检测法的实现,从而使得在不要锁相环电路的情况下即能准确检测出负荷电流的基频分量。并通过软件的仿真分析和在电力有源滤波器上的多次运行实验,表明该方法准确可行,具有实用价值。