一种谐波电流检测方法、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及谐波电流检测技术领域，尤其涉及一种谐波电流检测方法、装置及存储介质。

背景技术

基波的物理含义是一组信号中周期与最长周期相等的信号。在电网中即由理想状态的发电信号频率为50Hz。电网电能的纯净越高越好，这可以增加电能的使用效率，延长电力系统元件的使用寿命。谐波是频率为基波频率整数倍的一组电信号。伴随微电网及新型电气设备的发展，电力系统实际运行工况日益复杂，电力系统中越来越多的非线性电力系统器件运行中产生的谐波。主要体现在危害供电系统的安全运行，影响各种用电设备的使用稳定正常。

目前，有源电力滤波器作为动态补偿装置，一直是谐波治理领域的研究热点，APF有源滤波器需要谐波检测提供准确的谐波信号作为参考，再根据谐波信号控制MMC进行谐波补偿，APF常用的谐波检测方法有ip-iq法、p-q法、FFT法以及一些智能检测算法等，ip-iq谐波检测是对三相静止坐标系下的谐波源电流进行坐标变换，最终变换到同步旋转坐标系中，对旋转轴进行低通滤波处理便可分离到基波正序分量，然后通过逆变换得到三相电流的基波有功电流，进而得到三相电流的谐波电流。低通滤波处理过程中，需通过锁相环提取网侧参考电压相位及频率的实时信息，提供基准参考信号，这需要锁相环在非理想电网环境下对电压同步信号的准确跟踪，与此同时，ip-iq 法的运行效果还受限于滤波器，其阶数设置与截止频率的选取难以兼顾 ip-iq 检测精度和动态响应速度。

发明内容

为了解决上述技术问题或者至少部分地解决上述技术问题，本发明提供一种谐波电流检测方法、装置及存储介质。

第一方面，本发明提供一种谐波电流检测方法，包括：

获取三相电网电压

获取三相电网电流

更进一步的，所述闭环锁相器将网侧电压

，

其中，

以

基于

；

；

基于电网参考电压相位

更进一步的，所述带反馈的二阶广义积分器的反馈方式是

更进一步的，二阶广义积分器的传递函数为：

更进一步的，通过派克变换将

。

更进一步的，所述根据电网参考电压频率

通过信号发生器根据电网参考电压频率生成基波的正余弦信号

则

更进一步的，N个低通滤波器中包含至少一个

更进一步的，权重值的优化通过遗传算法实现，适应度采用方法输出电流谐波和实际电流谐波之间均方误差与常数项和的倒数，所述常数项避免分母成零。

第二方面，本发明提供一种实现谐波电流检测方法的装置，包括：至少一处理单元，所述处理单元通过总线单元连接存储单元，所述存储单元存储计算机程序，所述计算机程序被所述处理单元执行时，实现所述的谐波电流检测方法。

第三方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现如所述的谐波电流检测方法。

本发明实施例提供的上述技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本申请闭环锁相器根据三相网侧电压获取电网参考电压相位和频率，实现对电压同步信号的准确跟踪。在进行电流谐波检测过程中，将电流转换到

本申请中低通滤波器的组合为并行结构，通过并行滤波，不必增加滤波时间，N个低通滤波器中包含至少一个

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种谐波电流检测方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的谐波电流检测方法的计算原理图；

图3为本发明实施例提供的闭环锁相器的计算原理图；

图4为本发明实施例提供的一种实现谐波电流检测方法的装置的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

实施例1

如图1和图2所示，本发明技术实现一种谐波电流检测方法，包括：

获取三相电网电压

具体实施过程中，如图3所示，所述闭环锁相器将网侧电压

，

其中，

。

以

其中，带反馈的二阶广义积分器的反馈方式是

所述二阶广义积分器的传递函数为：

基于

；

。

基于电网参考电压相位

。

滤除

通过信号发生器根据电网参考电压频率生成基波的正余弦信号

获取三相电网电流

，

其中，

。

根据电网参考电压频率

获取信号发生器根据电网参考电压相位和频率生成基波的正余弦信号

则

通过并行的N个低通滤波器过滤电流有功分量

在一种实施过程中，N个低通滤波器中包含至少一个

具体实施过程中，权重值的优化通过遗传算法实现，适应度采用方法输出电流谐波和实际电流谐波之间均方误差与常数项和的倒数，所述常数项采用极小值如10^-6，用于避免分母成零。通过遗传算法实现对各个权重进行优化，使得实际谐波电流和本申请输出的谐波电流之间误差最小。

电流有功直流分量

具体实施过程中，电流有功直流分量

再将

；

为克拉克逆变换矩阵，形式如下；

。

在

实施例2

参阅图4所示，本发明实施例提供一种实现谐波电流检测方法的装置，包括：至少一处理单元，所述处理单元通过总线单元连接存储单元，所述存储单元作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的一种谐波电流检测方法对应的软件程序、计算机可执行程序以及模块。所述处理单元通过运行存储在存储单元中的软件程序、计算机可执行程序以及模块，从而实现上述一种谐波电流检测方法，包括：

获取三相电网电压

获取三相电网电流

当然，本发明实施例所提供的一种实现谐波电流检测方法的装置中存储单元，其存储的计算机程序不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的一种谐波电流检测方法中的相关操作。

实施例3

本发明实施例提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储计算机程序，所述计算机程序被执行时，实现所述的谐波电流检测方法，包括：

获取三相电网电压

获取三相电网电流

本发明实施例所提供的一种计算机可读存储介质，其存储的计算机程序不限于如上所述的方法操作，还可以执行本发明任意实施例所提供的一种谐波电流检测方法中的相关操作。

在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的结构和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的结构实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，结构或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。