基于改进正交理论的电网谐波电流检测算法及其应用

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1、基于改进正交理论的电网谐波电流检测算法及其应用杨萍，郭春阳，杨美（国网河南省电力公司商丘供电公司河南商丘476000）摘要：随着新能源分布式发电技术的发展，以微电网为代表的新型电网系统得到越来越多学者的关注。微电网中连接不同系统之间需要各种类型的电力电子设备，这将大量谐波电流引入到微电网系统中，对继电保护系统造成了一定的影响，引起系统稳定性下降等问题。因此针对微电网继电保护系统的谐波电流检测方法是研究热点之一。针对此类问题，本文根据改进正交理论，提出了一种改进正交分次谐波电流检测算法，相比其他的谐波电流检测方法，本文提出的算法物理意义清晰明确，运算简单、快

2、速、准确。本文对提出的方法进行了理论分析介绍，仿真计算和实验结果验证了所提出方法的可行性。最后以电流保护为例，本文给出利用该算法的微电网继电保护系统谐波治理的方法。关键词：微电网；继电保护；瞬时无功理论；正交分次谐波电流检测中图分类号：TM933文献标识码：B文章编号：HarmonicsCurrentDetectionAlgorithmbasedonImprovedQuadratureTheoryandItsApplicationYANGPing,GUOChunyang,YANGMei(ShangqiuPowerSupplyCompanyofStateGr

3、id,Henan476000,China)Abstract：Withthedevelopmentoftherenewabledistributedpowergenerationtechnology,newtypesofgridsystemisattractingmoreandmoreattentionsuchasmicrogrid.Powerelectronicsequipmentsareneededintheconnectionbetweendifferentsystems.Theyintroducelotsofharmoniccurrentintoth

4、emicrogridsystem,whichcandecreasethestabilityofthesystem.Sothedetectionmethodofharmoniccurrentisoneofhottopics.Thispaperproposesanovelquadratureharmoniccurrentdetectionmethodthatisclear,fastandaccurate.Thesimulationandexperimentverifiesthismethod.Finallythispaperproposesanovelsolu

5、tionofharmonicscurrentforrelayprotectionofmicro-grid.Keywords:Micro-grid,RelayProtection,Instantaneousreactivepowertheory,QuadratureHarmonicCurrentDetection.0引言随着新能源分布式发电技术的发展，微电网作为一种新兴的电网系统得到越来越多的关注。微电网系统中，从能量源，到中间电能传递转换，到用电设备，均大量使用电力电子装置，这提高了系统的灵活性、可控性。但是电力电子设备极易产生无功和谐波污染，威胁着微电网

6、系统的安全稳定运行，尤其对继电保护系统产生不良影响。鉴于此，本文分析了电力电子设备对微电网系统中继电保护的影响，并根据改进正交理论，提出一种改进正交分次谐波电流检测算法，并将其应用于微电网系统，解决电力电子设备谐波污染对继电保护影响。1微电网系统及其继电保护系统简介微电网作为一种新兴的电网结构，国际上对微电网尚没有统一的定义和标准，不同的国家和学术组织对其有着不同的解释。美国电气可靠性技术解决方案联合会(CERTS)给出的微网定义为：“微电网是一种由负荷和微电源共同组成的系统。他可同时提供电能和热量。微电网内部的电源主要由电力电子器件负责能量的转换，并提供

7、必要的控制。微电网相对于大电网表现为单一的受控单元，并可同时满足用户对电能质量和供电安全方面的需求。当微电网与主网因为故障突然解列时，微电网还能够维持对自身内部的电能供应，直到故障排除。”[1][2]图1给出了一种微电网结构示意图。图1微电网结构示意图Fig.1StructureofMicro-Grid微电网系统拥有灵活的运行方式和高质量的供电服务，这很大程度上归功于在系统中使用了大量的电力电子设备，这使得微电网中的电能变得更加灵活可控。和传统电网一样，微电网系统也需要继电保护系统来为电网和用电设备的可靠安全运行提供有力的保障。在微电网系统中，继电保护系统

8、同样需要满足“四性”的要求，即选择性、速动性、灵敏性和可靠性。但是