如何检测谐波电流和无功电流？

为了补偿负荷谐波电流和无功电流，必须实时检测负荷的谐波电流i_h和无功电流i_1Q的瞬时值。图5-39a、b中实时检测负荷三相电流及负荷电压的瞬时值i_A、i_B、i_C、V_A、V_B、V_C，实时、准确地从i_A、i_B、i_C中分离出谐波电流i_h和无功电流i_1Q，再以i_h+i_1Q为指令，使主电路输出补偿电流i_C=i_h+i_1Q，补偿负荷谐波电流和无功电流，使电网电流正弦化且功率因数为1。如果三相电流i_A、i_B、i_C中的n次谐波电流为

i_hnA=I_nmcosnωt，i_hnB=I_nmcosn（ωt-120°），i_hnC=I_nmcosn（ωt+120°）则由A、B、C三相静止坐标系电流到d、q两相旋转坐标系电流的变换公式（2-75）可得到

i_dh=I_nmcos（n-1）ωt

i_qh=I_nmsin（n-1）ωt （5-120）

即i_d、i_q是n-1次谐波电流。(www.xing528.com)

因此，如果负荷电流i_A、i_B、i_C中既有基波电流i₁，又有高次谐波电流i_h，则经式（2_-75）变换后i_d、i_q中将有与A、B、C坐标系中负荷基波电流i₁（i_1A、i_1B、i_1C）相对应的直流I_d、I_q分量，和与A、B、C坐标系中n次谐波电流i_h（i_hnA、i_hnB、i_hnC）相对应的n-1次谐波i_dh、i_qh，i_d=I_d+i_dh，i_q=I_q+i_qh，将i_d、i_q送入图5-39b中的低通滤波器LPF，经低通滤波后，i_d、i_q中的直流分量I_d、I_q无衰减地直接从LPF输出，i_d、i_q中的n-1高次谐波分量则被滤除。于是LPF的输出就只有与A、B、C坐标系中的负荷基波电流i₁相对应的直流电流I_d（I_P）、I_q。再将I_d、I_q按式（2-77）变换后，即得到负荷三相电流中的基波电流i_A1、i_B1、iC1。图5-39b中再将以上算得到的三相基波电流i_A1、i_B1、i_C1与检测到的实际三相全电流i_A、i_B、i_C相减，即可得到三相谐波电流i_Ah、i_Bh、i_Ch，以此作为三相变流器输出电流的指令值。

如果需要同时补偿负荷电流中的谐波电流i_h和基波无功电流i_1Q，则应在图5-39b中，断开电流i_q的通道，使送入低通滤波器LPF中的i_q=0。从而使LPF输出的i_q=0。这时经式（2-77）变换后输出的i_A1、i_B1、i_C1中将只有有功电流分量而无无功电流分量，即C_2s→3S变换后的输出仅是基波有功电流i_A1=i_A1P、i_B1=i_B1P、i_C1=i_C1P，它们与实测的全部负荷电流i_A、i_B、i_C相减后得到的将是谐波电流i_h与基波负荷无功电流i_1Q之和，以此作为图5-39a中电力有源滤波器输出的补偿电流指令值i_C∗，即i_C∗=i_h+i_1Q。电源线路电流为i_S=i_L-i_C=i_1P+i_1Q+i_h-（i_h+i_1Q）=i_1P。A、B、C三相中的谐波电流i_h和基波无功电流i_1Q都被补偿，电源线路电流i_S将只有基波有功电流i_1P。