三相对称系统总谐波电流检测方法

设三相电压为三相对称的正弦波形，三相电流为三相平衡的非正弦波形，即

利用式（1-23）将上述三相电压和电流变换到αβ坐标系［6］：

根据瞬时无功理论，三相系统的瞬时有功功率和无功功率计算如下：

显然，p、q中包含直流分量和交流分量，直流分量对应于电流的基波分量，而交流分量对应于谐波分量。利用低通滤波器可以从p、q中提取出直流分量，记作：

对p、q进行反变换，即可得到三相电流的基波分量：

从三相电流中减去基波分量，即可得到电流的总谐波分量。图5-4为基于上述瞬时无功功率理论的谐波电流检测原理框图。图中，(www.xing528.com)

图5-4 总谐波电流分量检测原理

由于非线性负载的存在，实际电网中三相电压常发生畸变，因此p-q谐波检测方法计算得出的p和q中不仅包括基波电流和基波电压得出的功率，还包括其他同次谐波的电流和电压得出的结果，影响了谐波检测的精度。

如果电网电压畸变严重，则可采用图5-5所示的改进方法，利用三相电压锁相环产生的一对单位正交同步信号（sinωt／cosωt）代替α-β轴上的电压分量。图中，

图5-5 总谐波电流分量检测的改进方法

低通滤波器（LPF）的设计和选择对谐波检测的影响较大，所以在检测谐波电流时需要采用便于软件实现并且延时小的数字低通滤波器。数字滤波器的类型、截止频率和阶数的选择直接对谐波检测电路的动态响应过程和谐波检测精度有很大影响。采用下列4阶、截至频率为20Hz的Butterworth数字滤波器（采样频率为2kHz）可以得到较好的滤波效果^［7］：