一種諧波與無功電流檢測方法的探討

為達到跟蹤電網頻率的效果，設usq*=0，將其與實際usq求差得到誤差量。考慮電網電壓波形畸變引入的交流量，將誤差經過環路濾波器CPLL的濾波和調節，可得角頻率的調節量ωcon。實際應用中，誤差量需濾除的分量為基波及以上諧波，故截止頻率約為10 Hz。
應用Matlab／Simulink搭建模型進行仿真分析。設置仿真條件：初始頻率為50 Hz，包含20％的5次諧波(其他次諧波的效果相同)；在0．2 s改變頻率為51 Hz，包含20％的5次諧波。

由圖4仿真結果可見，電網電壓us畸變嚴重，且在0．2 s發生了相位突變，但鎖相環信號uPLL在3～4個電網周期后即可準確跟蹤電網電壓相位。仿真結果表明，該三相鎖相環效果顯著，不僅能準確跟蹤含有諧波的電網波形，在電網頻率發生較大偏移時，仍能快速進行跟蹤。
實際應用中，用程序實現三相鎖相環時，一般采用固定定時器的循環計數來產生同步信號，因此可通過改變最大循環計數值的方法以改變同步信號的頻率和相位。設固定定時器的周期為T，電網頻率為額定值ωff時，對應的循環計數值Npr=2π／(ωffT)；當頻率變化為ωcon+ωf f時，由于T不變，得到的最大計數值Nmax=Nprωff／(ωcon+ωff)。

5 仿真分析及實驗驗證
仿真設定的條件是三相不可控整流負載，在0．3 s時突然增大負載電流。其負載電流iL、有功電流ip及檢測得到的諧波電流ih波形如圖5a所示。

由圖可見，該方法具有很好的精確性，能較快跟蹤諧波和無功電流的變化，且在負載電流發生突變的情況下仍能快速跟蹤，為APF提供精確實時的指令信號。
搭建采樣電路，采用TMS320F2812芯片作為控制器，外置16位的A／D采樣芯片AD7656進行電流電壓信號的采樣，通過程序實現諧波檢測算法，得到需要補償的諧波電流。實驗結果驗證了該方法的可行性和準確性。實驗采用DSP開發軟件CCS3．3進行編程及對采樣數據進行分析計算，圖5b示出采樣得到的負載電流和計算得到的諧波電流波形，由圖可見，諧波檢測準確。

6 結論
提出了一種諧波與無功電流檢測方法，該算法無需復雜的矩陣變換，檢測速度快，可為有源電力濾波器提供了快速準確的諧波與無功電流指令，為其治理奠定了基礎。