一种基于FFT的单相谐波检测方法的研究.pdf

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1、测量与检测技术《电气自动化)2013年第35卷第2期Measurement＆DetectingTechnics一种基于FFT的单相谐波检测方法的研究张兰洋(济南钢铁集团总公司，山东济南250101)摘要：以三相瞬时无功功率理论为基础，对两种单相电网谐波检测法进行详细的分析，并提出一种基于F(快速傅里叶变换)的更适用于单相谐波及无功电流检测方法。进行了详细的理论分析，并以TMS320F2812型DSP为核心搭建了实验平台。仿真及实验结果表明该方法具有计算量小、实时性好、稳定性好、可靠性高等优点。关键词：瞬时无功功率；谐波；FFT；DSPDOI：10．3969／j·issn

2、．1000—3886．2013．02．032[中图分类号]TM74[文献标志码]A[文章编号]1000—3886(2013)O2—0095—04ADetectingMethodforHarmonicsinSingle-phaseCircuitsBasedonFFTZHANGLan-yang(JinanIronandSteelGroupCo．，Ltd．，JinanShandong250101，China)Abstract：Basedonthree—phasecircuitinstantaneousreactivepowertheory，twokindsofsingleph

3、aseharmonicdetectionmethodisareanalyzedindetail，thenadetectingmethodwhichismoresuitableforharmonicsandreactiveeuITentsinsingle—phaseharmoniccircuitisproposedbasedonFFT(FastFourierTransform)．Inthispaper，themethodisanalyzedtheoreticallyindetail．TheTMS320F2812DSPisthecoreforthetestplatform．

4、thistestplatformishasbeenbuiltand出esimulationresultsarevalidated．Simulationsandexperimentsarecarriedouttoshowthatthisdetectingmethodhastheadvantagesofsimplecircuit，asmallamountofcalculation，goodreal-timeperformance，goodstabilityandhighreliability．Keywords：instantaneousreactivecurrent；har

5、monics；F丌；DSPO引言t’sq：了知(L2)目前，对于检测电网的谐波及无功电流，应用比较广泛并且而单相电路的谐波电流为：较为成熟的是基于三相瞬时无功功率理论检测法⋯。i^：i一(i+isq)=i^一i(3)三相电路瞬时无功功率在三相电路的谐波及无功电流的检根据赤木泰文提出的三相瞬时无功功率理论，上述式子中：测中得到了广泛的应用，但却长时间内未能应用于单相电路。而将三相电路无功功率理论的思想扩展到单相，完成单相谐波及无rea]功电流的检测成为人们研究的重点。一般是将单相电路构造成(4)一个类似的三相系统，然后使用三相电路瞬时无功功率理论，即可检测出单相电路谐波及

6、无功电流。式中：本文在瞬时无功功率理论的基础上，对传统的单相电路的谐厂r1—1／2—1／21波及无功电流检测方法进行详细分析，提出一种基于快速傅里叶C32√亍【o一2J变化(FFT)的谐波及无功电流检测法，使检测过程更简洁方便，e=e+e(5)且保证谐波及无功电流检测的动态效果和检测精度。Pet口(6)1传统的单相瞬时谐波及无功电流检测原理qet口(7)对称三相电路的电压和电流波形是相同的，只是相位各差(1)、(2)式中，P、q分别为三相电路瞬时有功功率和瞬时无120。。基于此性质，可将单相电路的电压、电流分别延时120。和功功率的直流分量，i。为基波有功电流分量，i。

7、为基波无功电流240。，构造一个类似的三相系统，然后使用三相电路瞬时无功功分量，为与。之和，即为基波。率理论，即可检测出单相电路谐波及无功电流。很容易得到单相上述单相电路谐波检测法是将单相电路构造成虚拟三相电电路电流瞬时有功电流为：路，再将三相电路经过Park变换，变为相互垂直的—B两相静止坐标，再变换为两相旋转坐标，经过低通滤波器滤出电路有功(1)功率和无功功率的直流分量，并作相应的反变换，最后得到谐波单相电路电流瞬时无功电流为：及无功电流。可以得到单相电路的谐波及无功电流的检测系统框图，如图1所示。其中，LPF为低通滤波器，滤除交流分