基于改進正交理論的電網(wǎng)諧波電流檢測算法及其應用

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1、基于改進正交理論的電網(wǎng)諧波電流檢測算法及其應用楊萍，郭春陽，楊美（國網(wǎng)河南省電力公司商丘供電公司河南商丘476000）摘要：隨著新能源分布式發(fā)電技術的發(fā)展，以微電網(wǎng)為代表的新型電網(wǎng)系統(tǒng)得到越來越多學者的關注。微電網(wǎng)中連接不同系統(tǒng)之間需要各種類型的電力電子設備，這將大量諧波電流引入到微電網(wǎng)系統(tǒng)中，對繼電保護系統(tǒng)造成了一定的影響，引起系統(tǒng)穩(wěn)定性下降等問題。因此針對微電網(wǎng)繼電保護系統(tǒng)的諧波電流檢測方法是研究熱點之一。針對此類問題，本文根據(jù)改進正交理論，提出了一種改進正交分次諧波電流檢測算法，相比其他的諧波電流檢測方法，本文提出的算法物理意義清晰明確，運算簡單、快速、準確。本文對提出的方法進行了理論分

2、析介紹，仿真計算和實驗結果驗證了所提出方法的可行性。最后以電流保護為例，本文給出利用該算法的微電網(wǎng)繼電保護系統(tǒng)諧波治理的方法。關鍵詞：微電網(wǎng)；繼電保護；瞬時無功理論；正交分次諧波電流檢測中圖分類號：TM933文獻標識碼：B文章編號：HarmonicsCurrentDetectionAlgorithmbasedonImprovedQuadratureTheoryandItsApplicationYANGPing,GUOChunyang,YANGMei(ShangqiuPowerSupplyCompanyofStateGrid,Henan476000,China)Abstract：Withthed

3、evelopmentoftherenewabledistributedpowergenerationtechnology,newtypesofgridsystemisattractingmoreandmoreattentionsuchasmicrogrid.Powerelectronicsequipmentsareneededintheconnectionbetweendifferentsystems.Theyintroducelotsofharmoniccurrentintothemicrogridsystem,whichcandecreasethestabilityofthesystem.

4、Sothedetectionmethodofharmoniccurrentisoneofhottopics.Thispaperproposesanovelquadratureharmoniccurrentdetectionmethodthatisclear,fastandaccurate.Thesimulationandexperimentverifiesthismethod.Finallythispaperproposesanovelsolutionofharmonicscurrentforrelayprotectionofmicro-grid.Keywords:Micro-grid,Rel

5、ayProtection,Instantaneousreactivepowertheory,QuadratureHarmonicCurrentDetection.0引言隨著新能源分布式發(fā)電技術的發(fā)展，微電網(wǎng)作為一種新興的電網(wǎng)系統(tǒng)得到越來越多的關注。微電網(wǎng)系統(tǒng)中，從能量源，到中間電能傳遞轉換，到用電設備，均大量使用電力電子裝置，這提高了系統(tǒng)的靈活性、可控性。但是電力電子設備極易產(chǎn)生無功和諧波污染，威脅著微電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行，尤其對繼電保護系統(tǒng)產(chǎn)生不良影響。鑒于此，本文分析了電力電子設備對微電網(wǎng)系統(tǒng)中繼電保護的影響，并根據(jù)改進正交理論，提出一種改進正交分次諧波電流檢測算法，并將其應用于微電網(wǎng)系

6、統(tǒng)，解決電力電子設備諧波污染對繼電保護影響。1微電網(wǎng)系統(tǒng)及其繼電保護系統(tǒng)簡介微電網(wǎng)作為一種新興的電網(wǎng)結構，國際上對微電網(wǎng)尚沒有統(tǒng)一的定義和標準，不同的國家和學術組織對其有著不同的解釋。美國電氣可靠性技術解決方案聯(lián)合會(CERTS)給出的微網(wǎng)定義為：“微電網(wǎng)是一種由負荷和微電源共同組成的系統(tǒng)。他可同時提供電能和熱量。微電網(wǎng)內(nèi)部的電源主要由電力電子器件負責能量的轉換，并提供必要的控制。微電網(wǎng)相對于大電網(wǎng)表現(xiàn)為單一的受控單元，并可同時滿足用戶對電能質(zhì)量和供電安全方面的需求。當微電網(wǎng)與主網(wǎng)因為故障突然解列時，微電網(wǎng)還能夠維持對自身內(nèi)部的電能供應，直到故障排除?！盵1][2]圖1給出了一種微電網(wǎng)結構示意

7、圖。圖1微電網(wǎng)結構示意圖Fig.1StructureofMicro-Grid微電網(wǎng)系統(tǒng)擁有靈活的運行方式和高質(zhì)量的供電服務，這很大程度上歸功于在系統(tǒng)中使用了大量的電力電子設備，這使得微電網(wǎng)中的電能變得更加靈活可控。和傳統(tǒng)電網(wǎng)一樣，微電網(wǎng)系統(tǒng)也需要繼電保護系統(tǒng)來為電網(wǎng)和用電設備的可靠安全運行提供有力的保障。在微電網(wǎng)系統(tǒng)中，繼電保護系統(tǒng)同樣需要滿足“四性”的要求，即選擇性、速動性、靈敏性和可靠性。但是