同步检测

通信工程术语

简介

随着电力系统中非线性负载(如:整流设备、电弧炉、变频器等)应用的增加，谐波污染日益严重，治理谐波污染已成为电力系统中不容忽视的问题。有源电力滤波器是一种新型谐波和无功功率补偿装置，与传统的电容、电感和电阻等无源元件组成的无源滤波器相比，具有动态响应快、受电网阻抗特性影响小、可同时补偿谐波和无功等优点。

为了准确、实时地检测出电网中瞬态变化谐波，人们提出以下谐波检测方法：①基于FFT的谐波电流检测方法；②基于瞬时无功功率理论的谐波检测方法；③基于变换的谐波检测方法；④基于同步检测法的谐波检测方法；⑤基于人工神经元的谐波检测方法。其中方法①所需计算量较大，而且延时较长，很难满足实时性要求，已很少采用；方法②在电网电压不对称或电压波形发生畸变情况下，检测结果误差较大；方法③在同时检测谐波和无功时，检测精度与锁相环的锁相准确程度有关；方法⑤检测精度较高、具有一定自适应能力，但算法稳定性差，是一种值得进一步研究的方法。

同步检测法

同步检测法是一种使补偿后电网电流波形与电网电压波形同相的谐波电流检测方法。在三相系统中，根据补偿分量不同，可分为等功率法、等电流法和等电阻法，即分别使补偿后各相功率、电流和电阻相等。

新型同步检测法

尽管对同步检测法进行改进，提高了谐波检测精度，但其在提取基波正序电压时采用3个窄带滤波器，而且需要求解微分运算，使计算过程复杂化。若采用基于d-q变换提取基波正序电压的方法，仅需要2个低通滤波器，运算均采用瞬时值，可使计算过程得到简化。

新型同步检测法原理

新型同步检测原理：首先根据三相电压和电流值计算三相瞬时有功功率。为减小系统参数波动对功率检测带来的影响，一般要加低通滤波器处理。利用三相电压值求解基波正序电压瞬时值和有效值，从而确定电压相位，再结合功率求取基波有功电流，最后求得谐波和无功电流。在基波正序电压求解过程中，低通滤波器设计比较重要，因为低通滤波器阶数越高，求解精度越高，但响应速度就会变慢，反之，求解精度降低，响应速度会变快。仿真结果表明，2阶巴特沃斯低通滤波器在兼顾响应速度和检测精度的同时，具有较好的滤波特性。

总结

基于电源电压d-q变换求解的新型同步检测法，能够在电网电压非对称和畸变情况下准确检测电网中的基波有功电流，从而检测出谐波和无功电流。采用这种新型同步检测法的有源滤波器不仅能够补偿谐波，而且能够补偿无功功率，提高系统平均功率因数。该方法较传统的同步检测法具有更强的适用性。

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