形态滤波器结合DSOGI-PLL电压暂降检测法.pdf
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1、电压暂降的快速检测是备用电源迅速投入电网的前提。为此,提出一种适用于备用电源无缝切换工作特性的电压暂降检测算法,以形态滤波器中的自适应复合形态滤波器对电压信号进行滤波,将滤波后的信号经过双二阶广义积分器锁相环处理实现三相不平衡电压的正、负序解耦,从而完成电压暂降的快速检测。仿真结果表明,检测时间小于6 ms,收敛性好,满足了速度性与实时性的要求。检测方法在并网和备用电源等方面有较大应用价值。关键词:电压暂降;滤波;形态滤波器;双二阶广义积分器锁相环;解耦D0I:10.3969/j.issn.1000-3886.2023.04.029中图分类号 TM7622文献标志码A文章编号10 0 0-38
2、 8 6(2 0 2 3)0 4-0 0 9 1-0 3Voltage Sag Detection Method Based onMorphological Filter Combined with DSOGl-PLLZhou Jun,Li Yunqiang,Lei Tenghui?,Wang Yan3(1.School of Electrical Engineering,Northeast Electric Power University,Jilin Jilin 132012,China;2.Yanbian Power Supply Branch,State Grid Jilin Powe
3、r Co.,Ltd.,Yanji Jilin 133000,China;3.Jilin Power Supply Branch,State Grid Jilin Power Co.,Ltd.,Jilin Jilin 132012,China)Abstract:The rapid detection of voltage sag is the premise for the backup power to be quickly put into the power grid.Therefore,a voltage sagdetection method was proposed to solve
4、 the problems of rapidity and real-time performance of the current detection algorithm.Thevoltage signal was filtered by the adaptive composite morphological filter in the morphological filters,and the filtered signal wasprocessed by a phase-locked loop of a dual second-order generalized integrator
5、to realize the separation of the positive sequence andthe negative sequence of the three-phase unbalanced voltage,so as to complete the rapid detection of voltage sag.The simulationresults show that the detection time of the method is less than 6 ms,the convergence is good,and it meets the requireme
6、nts of speedand real-time performance.The detection method has great application value in grid.Keywords:voltage sag;filtering;morphological filter;double second order generalized integrator phase locked loop(DSOCI-PLL);decoupling0引言电能是国民经济发展的必要基础,其质量的优劣关系到用电负荷的平稳运行。研究表明电压暂降及中断是电能质量好坏的最主要问题。当电网电压突降至额
7、定电压下额定值的0.10.9倍,并且持续10 ms至1min时,就意味着电网发生了电压暂降2 。对电压暂降进行快速检测是保证重要负载可靠供电的前提。电网发生故障及大容量负载的瞬时并网是电力系统发生电压暂降的最主要原因3。能快速、实时、准确地检测出电网中电压信号电压暂降是现代电力系统中配电网建设研究的关键。文献4 利用数字锁相环(phaselockedloop,PLL)技术结合滤波器构成的检测算法可以快速、可靠地完成检测,但其相应的参数设置不易实现。文献5 利用瞬时dq分解法,该方法速度性好,但易受谐波的干扰导致准确性较差。文献6 提出利用解耦双同定稿日期:2 0 2 2-0 4-0 7基金项目
8、:吉林省发展和改革委员会产业技术研究与开发项目(2019C057-3)步坐标系锁相环对电压信号进行检测,虽能满足准确性,但存在检测速度较慢的缺点,不能满足实时性要求。为了能快速、准确地完成电压暂降检测,本文提出了自适应复合形态滤波器结合双二阶广义积分器锁相环(double secondor-der generalized integrator phase locked loop,D SO G I-PLL)电压暂降检测法。首先以最优滤波为准则,根据采集信号的信噪比和噪声方差,构建出相应滤波器的结构元素对输人信号进行滤波;然后将处理后的信号经过DSOGI-PLL构建相应的移相算子,实现正、负序电压
9、的分离;最后经直线形态滤波器处理得到暂降幅度值完成检测。该检测方法准确度高且实时性较好。仿真试验表明,该新型检测方法在速度性和精准性上有明显优势,具有较好的应用前景。1DSOGI-PLL检测法当三相电压不平衡时可以分解为相应序分量,三相电压经clark 变换7 ,us(ap)=u ug u,=Tp ua(1)us(y)为a参考系电压;uaubu为各相电压;uugu分92ElectricalAutomation-Measurement&DetectingTechnology测量与检测技术电气自动化2 0 2 3年第45卷第4期别为变换后对应轴电压。消除零序分量,正、负序分量可以用以下两个
10、公式求得:1-q1uap=ud(2)2u911191uap=ua(3)21式中:ue、u e 分别为坐标系正、负序电压;u为相电压;u、u。、u、u g 为对应坐标轴序分量;q为90 滞后的移相算子,其可由广义二阶积分器(second ordergeneralized integrator,SO G I)模块生成8 图1为SOGI模块基本结构图1/S1/SW图1SOGI基本结构图图1中:u、u、K、w 分别为输人信号、输出信号、阻尼系数和谐振频率;u和u同相位,而输出信号qu与输入信号u为两个相互正交的信号,其中qu滞后u90。所采用的检测算法整体结构如图2 所示。uiuaPISOGI-quP
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