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摘 要： 目前用于检测电网中电流无功分量和谐波分量的主要方法是ip，iq算法。但此算法必须同时提取谐波分量和无功分量，计算量大，精度和延时性的缺陷也使得谐波治理效果一般。在此改进的ip，iq算法为减少计算量，利用分频检测方法略去三相至两相坐标变换还有其逆变换，提高了检测速度，且避免了原算法在三相四线制系统中会有的零序谐波泄漏误差。仿真结果表明：改进的算法具有较好的动态性能和较高的检测精度。
关键词： ip，iq算法； 电网谐波； 谐波检测算法； 检测精度
1004?373X（2013）14?0156?03
Method of improving ip，iq algorithm to detect harmonic in power grid
TANG Xue?jun， WANG Kai
（Hengyang city product quality supervision and Inspection Institute， Hengyang 421000， China）
Abstract： At present， the main method of grid detection for reactive current component and harmonic components is ip，iq algorithm. However， this algorithm he to extract the harmonic component and reactive component at the same time， so large calculation quantity and insufficiency of accuracy and time delay made the result of harmonic control undesirable. To reduce the amount of computation， this improved ip，iq algorithm improved detection rate and oid the zero?sequence harmonic leakage error that the original algorithm would produce in three?phase four?wire system by using frequency division detection method to omit the coordinate tranormation from three?phase to two?phase， as well as its inverse tranorm. The simulation results testified the good dynamic performance and detection accuracy of this improved， ip，iq algorithm.
Keywords： ip，iq algorithm； harmonic in power grid； harmonic detection algorithm； detection accuracy
要使用有源滤波器治理谐波的优异特性治理电力系统的谐波，需要先解决两个问题——谐波检测和基波无功检测。若能准确、实时地得到谐波及基波无功的信息，有源滤波器就可以此为参考来控制输出，提高工作性能。最早通过模拟电路实现谐波检测和基波无功检测的方法，实现简单，但是模拟滤波器会使相位和幅值产生较大的误差。而高精度模拟滤波器极少采用，因为其对电网频率波动十分敏感，很难设计。随着电力电子技术的飞速发展，开始使用数字检测方法检测谐波和基波无功。数字技术能克服模拟电路检测技术存在的相位和幅值误差等缺点，得到越来越广泛的应用。
利用快速傅里叶变换，傅里叶和FFT算法把基波分量从变换后的电流信号中去除，然后对余下分量进行反变换，最后得到谐波电流的时域信号[4]。但是这种算法对同步采样要求很高，否则误差较大，而且这种分析方法的延时较长，要至少一个电网周期的历史数据来计算傅里叶级数，只适合于变化缓慢的负载[5]。自适应谐波检测方法框图如图1所示，该电路等效于一个理想的频控二阶陷带滤波器。这种方法会遇到带通滤波器设计上的困难，因为参考信号V（t）如果在谐波检测中发生畸变，则要用带通滤波器进行预处理，而且由于是用一个简单的积分环节做反馈环节的低通滤波器，动态响应较差。近年来在优化计算和自适应控制方面已获得广泛的应用，基于神经元的自适应谐波检测方法如图2所示，但由于理论上还不很完善，其快速响应的性能优势在现有技术手段下也
关键词： ip，iq算法； 电网谐波； 谐波检测算法； 检测精度
1004?373X（2013）14?0156?03
Method of improving ip，iq algorithm to detect harmonic in power grid
TANG Xue?jun， WANG Kai
（Hengyang city product quality supervision and Inspection Institute， Hengyang 421000， China）
Abstract： At present， the main method of grid detection for reactive current component and harmonic components is ip，iq algorithm. However， this algorithm he to extract the harmonic component and reactive component at the same time， so large calculation quantity and insufficiency of accuracy and time delay made the result of harmonic control undesirable. To reduce the amount of computation， this improved ip，iq algorithm improved detection rate and oid the zero?sequence harmonic leakage error that the original algorithm would produce in three?phase four?wire system by using frequency division detection method to omit the coordinate tranormation from three?phase to two?phase， as well as its inverse tranorm. The simulation results testified the good dynamic performance and detection accuracy of this improved， ip，iq algorithm.
Keywords： ip，iq algorithm； harmonic in power grid； harmonic detection algorithm； detection accuracy
要使用有源滤波器治理谐波的优异特性治理电力系统的谐波，需要先解决两个问题——谐波检测和基波无功检测。若能准确、实时地得到谐波及基波无功的信息，有源滤波器就可以此为参考来控制输出，提高工作性能。最早通过模拟电路实现谐波检测和基波无功检测的方法，实现简单，但是模拟滤波器会使相位和幅值产生较大的误差。而高精度模拟滤波器极少采用，因为其对电网频率波动十分敏感，很难设计。随着电力电子技术的飞速发展，开始使用数字检测方法检测谐波和基波无功。数字技术能克服模拟电路检测技术存在的相位和幅值误差等缺点，得到越来越广泛的应用。
1 电网谐波检测方法
目前，检测谐波及基波无功电流多用傅里叶和FFT算法、基于干扰对消原理的自适应谐波检测方法、基于神经元的自适应谐波检测方法和瞬时无功功率法等[3]。利用快速傅里叶变换，傅里叶和FFT算法把基波分量从变换后的电流信号中去除，然后对余下分量进行反变换，最后得到谐波电流的时域信号[4]。但是这种算法对同步采样要求很高，否则误差较大，而且这种分析方法的延时较长，要至少一个电网周期的历史数据来计算傅里叶级数，只适合于变化缓慢的负载[5]。自适应谐波检测方法框图如图1所示，该电路等效于一个理想的频控二阶陷带滤波器。这种方法会遇到带通滤波器设计上的困难，因为参考信号V（t）如果在谐波检测中发生畸变，则要用带通滤波器进行预处理，而且由于是用一个简单的积分环节做反馈环节的低通滤波器，动态响应较差。近年来在优化计算和自适应控制方面已获得广泛的应用，基于神经元的自适应谐波检测方法如图2所示，但由于理论上还不很完善，其快速响应的性能优势在现有技术手段下也
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无法保证实现。瞬时无功功率法可用于三相系统和单相系统计算负载的瞬时功率，它包含直流分量和脉动分量，结合分布在整数倍电网周期内一定长度的历史数据分离出脉动部分，根据三相内平均分配总电流的原则，可以得到所需的参考信号[6]。在不断的改进中，现有p?q法、d?q法及ip，iq法几种方法。p?q法适用于电网电压对称且不畸变情况的谐波电流检测；d?q法适用于电网电压不对称、畸变情况的谐波电流精确检测，且有物理概念明确、实时性强、计算量少等优点，通过不断的研究和改进、完善，已经在许多方面得到了成功；ip，iq法不仅适用于电网电压畸变，还适用于电网电压不对称时[7?8]，其检测框图如图3所示。源于：毕业生论文网www.udooo.com