计及衰减直流分量的基频电压半周期检测.pdfVIP

第45 卷 第14 期 2021 年7 月25 日 Vol.45No.14 Jul.25,2021 DOI：10.7500/AEPS20200925009 计及衰减直流分量的基频电压半周期检测 1 1 2 3 张建鑫 ，谢丽蓉 ，杜立伟 ，查雨欣 （1. 新疆大学电气工程学院，新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市 830047； 2. 福州大学电气工程与自动化学院，福建省福州市 350116；3. 南京工程学院自动化学院，江苏省南京市 211167） 摘要：衰减直流（DDC）分量、高次谐波等干扰信号的存在，使得对电网畸变信号中基频分量的幅 值、相位检测存在一定误差，其中DDC分量的时间常数通常超过45ms，持续时间较长。为此，文中 首先针对畸变信号中DDC分量提出一种半周期四点采样检测算法，缩短了DDC分量的检测响应 时间。其次，针对同时含有DDC分量与高次谐波的畸变信号，提出将畸变信号进行半周期积分后， 在dq坐标系下将上述DDC分量检测算法与高次谐波检测算法进行组合，在工频半周期中可同时 滤除干扰信号的影响，准确检测到畸变信号中的基频分量。最后，搭建了MATLAB/Simulink半实 物实时仿真模型，从检测精度、响应时间等方面验证了所提算法的有效性。 关键词：电能质量；衰减直流分量；谐波滤除；畸变信号；幅值检测；相位检测 0 引言 频信号相位估计误差。文献［9］对比了多种DFT及 其改进算法后，提出一种基于小波变换的检测算法， 近年来，随着分布式发电、智能电网等概念的提 在一个周期内滤除直流分量。但是DFT及其改进 出，电力电子器件在电力系统中得到广泛应用，其在 ［1-2］ 算法计算量较大，对暂态信号的滤除相对存在一定 提高电能质量控制的同时也带来了新的挑战 ，例 的误差。对此，文献［11］提出一种基于DFT的检测 如在变压器空载启动、电网黑启动、柔性直流输配电 ［3］ ［4］ 算法 ，同时设计有限冲击响应 （finite-impulse 线路故障 、逆变器故障 等瞬间会产生相应的无 response，FIR）陷波滤波器，降低检测算法时间复杂 功分量 、负序分量以及高次谐波和衰减直流 度，同时通过识别组合数字控制，校正多个DDC分 （decaying directcurrent，DDC）分量等干扰信号，对 量引起的基频相位估计误差。DFT及其改进算法 ［5］ 电能质量产生较大影响 。 对干扰信号的滤除需要精确采集，对变化较快的暂 针对上述情况，相关国家标准GB 1984—2014 态信号难以进行实时精确计算。 《高压交流断路器》规定：DDC分量的标准时间常数 考虑畸变信号中周期信号的半波对称性，有学 为45 ms，特殊工况下时间常数可以达到 60 ms、 ［6］ 者提出利用滑动平均滤波（movingaveragefilter， 75ms、100ms或125ms 。同时，针对畸变信号中 ［12-14］