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fft谐波分析

fft谐波分析

1、为了满足复杂工况下基波正序有功、无功电流精确检测的需要,提出一种基于参考相位的改进型DFT算法,实现αβ轴系下基波电压、电流及其正交量的重构.结合瞬时对称分量变换和瞬时无功功率理论进一步提取基波正序有功、无功电流.考虑电网频率波动问题,利用等角度间隔采样原理在线OO电网频率变化.相比于常规的dq法,該方法省略了锁相环和低通滤波器,可准确、实时地求出基波正序电流的有功和无功分量.最后通过仿真和实验验证了该方法的正确性和可行性.

2、随着非线性设备的大量使用,电网谐波和无功污染日趋严重,负载的冲击性和不平衡性使三相电网电压畸变且不对称,严重影响供电质量[1-3].有源电力滤波器（active power filter, APF）可用于补偿谐波、无功和负序电流,由于受APF容量OO,工程上必须根据补偿需求对APF进行程控设置[4-5],既能单独补偿谐波、无功和负序电流,也可以综合补偿.因此,APF指令电流的检测环节要求准确、快速地提取基波正序有功和无功电流.

3、p-q法和ip-iq法是比较常用的谐波电流检测方法,但在非理想电网电压情况下均不能检测出基波正序有功和无功电流[5-6].文献[7]提出一种基于p-q变换的改进ip-iq正序有功、无功电流检测算法,对三相电压、电流并行地进行p-q坐标变换和低通滤波,获取三相基波正序电压和电流的综合相位信息,由坐标反变换获取基波正序有功、无功电流,该方法需要设计低通滤波器.文献[8]提出一种改进瞬时对称分量法,利用电压或电流的瞬时值构造相应的旋转相量,并应用于对称分量变换,提取序分量的瞬时值,当电流突变时将在变换过程中产生尖峰,带来测量误差,且该方法在变换过程中采用广义dq变换,求出的基波电流含有电压的谐波信息.文献[9]提出一种基波正序电流及其无功分量的检测方法,先通过反向旋转坐标变换实现基波正、负序分量解耦,接着由滑窗迭代DFT提取基波正序电流,但该方法在计算无功电流时需要设计锁相环.文献[10]利用有限脉冲响应数字滤波器（finite impulse response filters, FIR）具有线性相移的特点,在对周期信号进行滤波的同时,获取零相移和90°相移的滤波信号,实现数字锁相环控制,从而获取电网电压基波正序相位信息,但FIR滤波器阶次比较高,且不适合迭代运算,影响实时检测.

4、本文提出一种基于参考相位的改进DFT算法,在αβ轴系下重构基波电压、电流及其正交量.结合瞬时对称分量变换和瞬时无功功率理论进一步提取基波正序有功、无功电流.利用等角度间隔采样原理实现电网频率自适应OO,满足三相电网电压畸变、不对称且存在频率波动的复杂工况下基波正序有功、无功电流实时检测.最后通过仿真和实验验证所提方法的正确性和有效性.