三相四线制系统谐波检测pq0法的研究.pdf

第34卷第20期 继电器 V01．34No．20 2006年10月16日 RELAY 0ct．16，2006 53 三相四线制系统谐波检测p—q—O法的研究 张金斗，张勇，程新功 (济南大学控制科学与工程学院，山东济南250022) 摘要：以瞬时无功功率理论为基础，介绍了针对三线四线制系统谐波电流检测和无功补偿所提出的p—q一0 法，分析了瞬时无功功率理论在三线四线制电力系统下的物理意义，并给出了该系统下谐波和无功电流的检 测控制算法原理图，详细讨论了三相负载不平衡时的补偿效果。通过理论分析，在Matlab环境下对三相不平 衡负载电路仿真证明，当电网电流发生严重畸变时，p—q—O法不仅能准确、实时地消除三相四线制系统中的 谐波电流，对中线电流抑制及无功功率补偿也有较好的效果，并且补偿后的电源瞬时三相功率为定值。 关键词：瞬时功率；p—q一0法；三相四线制；谐波抑制；无功补偿 中图分类号：TM714 文献标识码：A 文章编号2006)20JD053JD4 波器，另一个重要特性是计算简单，仅包含代数运算 O 引言 (需要分离直流和交流功率的计算除外)。通过 在低压配电系统中，三相四线制供电方式是最 Matlab仿真研究表明，p—q一0法能够有效地抑制 主要的供电方式，在工厂、民用住宅和城市等电力系 谐波、补偿无功及抑制中线电流。 统中广为应用。随着电力电子器件的广泛应用，谐 1 三相四线制系统中的瞬时功率 波和三相不平衡问题越来越受到人们的重视，各种 补偿和治理方法应运而生¨]。早期的RC无源滤波 检测补偿方法虽然简单，但对不稳定的电网和变负 载系统来说，可靠性低、误差大。20世纪80年代， 日本赤木泰文(H．Akagi)等人提出了三相电路瞬时 无功功率理论悼j，该理论首先在三相三线制系统谐 波和无功电流的实时检测方面得到了成功的应 用∞j，有力地推动了有源电力滤波技术的发展。 肾。心付‰目㈩ 三相四线制电力系统与三相三线制电力系统的 书、／拉、／压 、，压、 区别在于存在零线，因而用于三相四线制系统中谐 式中c。印：√手I 1 _1／2 -l／2 波和无功电流的检测方法与三相三线制系统相比， L o万-／2一石_／2J 根本的区别在于对三相电流中零序分量的处理。三 相电路瞬时无功功率理论不能直接应用到三相四线 制系统中，如何将基于瞬时无功功率理论的检测方 法应用到三相四线制系统中，这是许多国内外专家 ㈣ 和学者所关心的问题M’5J。对于三相四线制系统， 阡气甜阿‰曰 因为中线的存在，更具一般性，故研究瞬时无功功率 1厢 l 理论在三相四线制电路中的应用具有重要的实际意 j o] 义。 式中c。。。=√手卜厢一1／2石_／2 本文提出的基于瞬时无功功率理论的p—q一0 ll脏一1／2一厨2J 法，其基本原理是通过空间变换，将a—b—c空间坐 标下的电压、电流变换至三相正交坐标仅一B一0 下，并对零序功率po的物理意义进