(12)发明专利说明书
(21)申请号 CN200710021455.1 (22)申请日 2007.04.13 (71)申请人 东南大学
地址 210096 江苏省南京市四牌楼2号
(72)发明人 郑建勇 梅军 丁祖军 曾伟 袁涛 康静 沈亚飞 陈娟 (74)专利代理机构 南京经纬专利商标代理有限公司 代理人 陆志斌 (51)Int.CI
H02J3/01
权利要求说明书 说明书 幅图
(10)申请公布号 CN 101075742 A (43)申请公布日 2007.11.21
(54)发明名称
电网谐波与闪变综合抑制装置
(57)摘要
本发明公开了一种电网谐波与闪变
综合抑制装置，包括主电路和控制电路，控制电路分别通过电压传感器、电流传感器获得电网的电压信号、电流信号，控制电路分别通过电压传感器、电流传感器获得主电路的直流电压信号、输出电流信号、输入电流信号，控制电路的控制驱动信号端口连接于主电路的控制驱动端，上
述控制电路还用于将采样得到的电网三相电流ia、ib、ic数据通过变换得到等效电导Gp(t)、Gq(t)，然后得到等效电导的交流分量Gph、Gqh，利用等效电导交流分量和谐波及无功电流的线性关系，经过线性变换可以得到需要抑制或补偿的电流分量iαh、iβh、i0h。 法律状态
法律状态公告日
法律状态信息
法律状态
权 利 要 求 说 明 书
1、一种电网谐波与闪变综合抑制装置，其特征在于：包括主电路(1)和控制电路(2)，控制电路(2)分别通过电压传感器(PT1)、电流传感器(CT3)获得电网的电压信号、电流信号，控制电路(2)分别通过电压传感器(PT2)、电流传感器(CT1、CT2)获得主电路(1)的直流电压信号、输出电流信号、输入电流信号，控制电路(2)的控制驱动信号端口连接于主电路(1)的控制驱动端，上述控制电路(2)还用于将采样得到的电网三相电流ia、ib、ic数据通过变换得到等效电导Gp(t)、Gq(t)，然后得到等效电导的交流分量Gph、Gqh，利用等效电导交流分量和谐波及无功电流的线性关系，经过线性变换可以得到需要抑制或补偿的电流分量iαh、iβh、i0h。
2.根据权利要求1所述的电网谐波与闪变综合抑制装置，其特征在于主电路(1)，包括电容C1(1-2)、第一电感L与开关电路及第二电感L与开关电路(1-4、1-5)，第一和/或第二电感L与开关电路包括四路由串联的电感L与开关电路构成的支路，在第一电感L与开关电路(1-4)与电容C1(1-2)之间设有逆变电路(1-1)，并且，逆变电路(1-1)的sa、sb、sc、sn交流输入端分别与四路第一电感L与开关电路(1-4)支路的sa、sb、sc、sn端连接，逆变电路(1-1)的直流端与电容C1(1-2)的DC+、DC-直流端连接；在第二电感L与开关电路(1-5)与电容C1(1-2)之间设有整流电路(1-3)，并且，整流电路(1-3)的整流电路(1-3)的直流端与与电容C1(1-2)的DC+、DC-直流端连接，整流电路的(1-3)的1a、1b、1c、1n交流端分别与四路第二电感L与开关电路(1-5)支路的1a、1b、1c、1n端连接。
3、根据权利要求2所述的电网谐波与闪变综合抑制装置，其特征在于逆变电路(1-1)包括4路桥臂，桥臂的两端分别相互连接且该两端分别为逆变电路(1-1)的直流端，每路桥臂2个串联的电力电子开关组成，4路桥臂的中点分别为逆变电路(1-1)的sa、
sb、sc、sn交流输入端，上述电力电子开关由绝缘栅双极晶体管及与绝缘栅双极晶体管反相并联的二极管组成。
4、根据权利要求2或3所述的电网谐波与闪变综合抑制装置，其特征在于整流电路(1-3)包括4路桥臂，桥臂的两端分别相互连接且该两端分别为整流电路(1-3)的直流端，每路桥臂2个串联的电力电子开关组成，4路桥臂的中点分别为整流电路(1-3)的1a、1b、1c、1n交流端，上述电力电子开关由绝缘栅双极晶体管及与绝缘栅双极晶体管反相并联的二极管组成。
5、根据权利要求1所述的电网谐波与闪变综合抑制装置，其特征在于控制装置(2)包括采样电路(2-1)、逻辑信号处理及开关量输入、输出电路(2-2)、可编程逻辑电路(2-6)及主控电路(2-7)，采样电路(2-1)用于对系统和负载的电压、电流进行采样，采样电路(2-1)的数字信号输出端与主控电路的主控制芯片(271)的数据总线连接，主控电路(2-7)的控制信号输出端及开关量信号输出端与逻辑信号处理及开关量输入、输出电路(2-2)的控制信号输入端及开关量信号输入端连接，逻辑信号处理及开关量输入、输出电路(2-2)的控制信号输出端与采样电路(2-1)的控制信号输入端连接，逻辑信号处理及开关量输入、输出电路(2-2)用于从主控电路(2-7)得到逻辑处理信号并合成相应的控制信号和开关量输出信号，控制信号输出至采样电路(2-1)，开关量输出信号接至开关量输出端子用于控制电网谐波与闪变综合抑制设备，主控电路(2-7)的地址总线、数据总线、复位信号线以及中断信号线，使能信号线、片选信号线、读信号线、写信号线分别与可编程逻辑电路电路(2-6)的FPGA芯片
EP1C6Q240C8(261)的地址总线、数据总线、复位信号线以及中断信号线、使能信号线、片选信号线、读信号线、写信号连接线。
6、根据权利要求5所述的电网谐波与闪变综合抑制装置，其特征在于在主控电路(2-7)上设有外部存储器扩展电路(2-5)，外部存储器扩展电路(2-5)的地址线、数据信号总线及控制信号总线分别与主控电路(2-7)的地址线、数据总线及控制信号总线相连接。
说 明 书
技术领域
本发明涉及一种基于IGBT器件的电网谐波与闪变综合抑制装置，属于电能质量方面谐波补偿技术领域。 背景技术
20世纪80年代以来，随着电力电子技术的发展，非线性电力电子器件和装置在现代工业中得到了广泛应用，同时，为了解决电力系统自身发展存在的问题，直流输电和FACTS技术不断投入实际工程应用，调速电机以及无功功率补偿电容器也大量投入运营。这些设备的运行使得电网中电压和电流波形畸变越来越严重，谐波水平不断上升。另外，冲击性、波动性负荷，例如电弧炉、大型轧钢机、电力机车等，运行中不仅会产生大量的高次谐波，而且还会产生电压波动、闪变、三相不平衡等电能质量问题。但另一方面，随着各种复杂的、精密的、对电能质量敏感的用电设备不断普及，人们对电能质量的要求越来越高，因此电力系统必须要能够对电网谐波与闪变进行抑制。
过去，国内外大量使用无源滤波装置(Passive Filter)来解决谐波方面的问题。传统的无源LC滤波器可以减少谐波，改善交流负载的功率因数，但存在着明显的不足与缺陷；设计的无源滤波器通常选定特定频率，只能滤除指定次谐波；存在与电网发生谐振的可能性；对电网阻抗和频率变化也十分敏感。另外，也存在着体积大、损耗大等问题。由于无源滤波具有以上缺点，随着电力电子技术的不断发展，人们将滤波研究方向逐步转向有源滤波。随着计算机技术的发展、控制水平的提高，以及对电力电子装置研究的深入，提高电能质量装置的发展方向集中在控制灵活、性能优异的电力电子装置上，本着节约资源和投资的原则，一机多能又成为电力电子装置的未来发展方向。
发明内容
本发明提出了一种可以抑制闪变、消除谐振发生危险并能保证快速检测、提高精度的电网谐波与闪变综合抑制装置，本发明具有高度可控性和快速响应性的优点，可靠性和稳定性高。
本发明采用如下技术方案：
一种电网谐波与闪变综合抑制装置，包括主电路和控制电路，控制电路分别通过电压传感器、电流传感器获得电网的电压信号、电流信号，控制电路分别通过电压传感器、电流传感器获得主电路的直流电压信号、输出电流信号、输入电流信号，控制电路的控制驱动信号端口连接于主电路的控制驱动端，上述控制电路还用于将采样得到的电网三相电流ia、ib、ic数据通过变换得到等效电导Gp(t)、Gq(t)，然后得到等效电导的交流分量Gph、Gqh，利用等效电导交流分量和谐波及无功电流的线性关系，经过线性变换可以得到需要抑制或补偿的电流分量iαh、iβh、i0h。
主电路在控制电路的控制信号的控制下，通过整流电路对电网的交流电进行整流为电容提供直流电压，同时在控制信号的控制下通过逆变电路将直流电逆变成不同频率的交流电，以抵消由于非线性负载工作时产生的电网谐波，并且可以补偿负载的无功功率，从而调节功率因数并且抑制电压闪变。电压传感器和电流传感器检测线路和电容上的电压、检测整流和逆变电路四个桥臂、配电网络上的电流，并将检测结果传输至控制电路。控制电路得到来自传感器的控制信号进行判断、计算，采用合适的检测与控制算法对主电路中的逆变电路和整流电路进行准确、实时的控制，从而对配电网系统中的电网谐波和闪变进行综合抑制。
与现有技术相比，本发明的主电路具有如下优点：
●由于该装置可以检测配电网系统的谐波和无功电流，因此本装置不仅能补偿各次
谐波，还可以补偿无功从而抑制闪变，有一机多能的特点，在性价比上较为合理；
●由于本装置属于采用电力电子器件的有源滤波装置，所以本装置的滤波特性不受系统阻抗等的影响，可消除与系统阻抗发生谐振的危险；
●由于本装置采用新型的检测算法，因此本装置具有自适应功能，可自动跟踪补偿变化着的谐波，即具有高度可控性和快速响应性等优点。
●该装置针对谐波和无功的特点设计了一种新型的检测算法，可以减少近1/3的运算量，保证了检测的快速，同时也提高了精度，为对谐波和无功的实时的综合抑制提供了基础。
●本装置采用冗余对称设计，逆变电路也可以实现整流功能，同时整流电路也可以实现逆变功能。正常工作时分别进行整流与逆变，当某个部分发生故障时可以将该部分电路停止，而采用其对称部分同时进行整流和逆变，以实现电网谐波和闪变进行综合抑制，这样可以大大提高系统的可靠性和稳定性。 附图说明
图1为新型电网谐波与闪变综合抑制装置中主电路部分的连接示意图，其中1-1部分为逆变电路，1-2为直流侧电容，1-3部分为整流电路，1-4和1-5为投切开关与电感电路。
图2为新型电网谐波与闪变综合抑制装置中控制电路的系统组成示意，其中2-1电压/电流传感器及A/D采样部分，图中211为霍尔电压、电流传感器，212，213，214，215为四片A/D芯片AD7865；2-2部分为
CPLD(ComplexProgrammable Logic Device，复杂可编程逻辑器件)及开关量输入、输出部分，图中221为CPLD芯片XC95144；2-3部分为控制电路的人机接口部分，
图中231为双口RAM数据存储芯片IDT70V08，232为液晶显示屏，233为液晶显示控制芯片SED1335，234为51单片机芯片W77E58，235为键盘；图中2-4部分为控制电路的数据通讯部分，图中241为以太网收发芯片LXT971，242为串口通信RS485芯片，243为串口通信RS232芯片；2-5部分为外部存储器扩展部分，图中251、252为两片同步动态随机存储芯片IS42SI16400A，253、254为两片FLASH存储芯片SST39VF160；2-6部分为控制电路的FPGA(Field-Programmable Gate Array，现场可编程门阵列)部分，图中261为FPGA芯片，采用EP1C6Q240C8芯片；2-7部分为控制电路的主控制芯片电路部分，图中271为主控芯片，采用ARM9系列的AT91RM9200芯片。
图3新型电网谐波与闪变综合抑制装置的结构图。其中1为系统的主电路部分，1-1部分为逆变电路，1-2为直流侧电容，1-3部分为整流电路，1-4和1-5为投切开关与电感。2为系统的控制电路。3为交流电源系统，4为非线性负载，PT1、PT2为电压传感器，CT1、CT2为电流传感器。
图4新型谐波电流及无功电流检测方法原理图，图中A部分是计算等效电导的变换，图中B部分是数字低通滤波器部分，图中C部分是计算补偿电流的变换部分。
图5是本发明的A/D采样电路图。
图6是本发明的CPLD电路图。
图7是本发明的外部存储器扩展电路图。
图8是本发明的FPGA器件与ARM芯片的连接图。
图9是本发明的ARM微处理器电路图。
具体实施方式 一种电网谐波与闪变综合抑制装置，包括主电路1和控制电路2，控制电路2分别通过电压传感器PT1、电流传感器CT3获得电网的电压信号、电流信号，控制电路2分别通过电压传感器PT2、电流传感器CT1、CT2获得主电路1的直流电压信号、输出电流信号、输入电流信号，控制电路2的控制驱动信号端口连接于主电路1的控制驱动端，上述控制电路2还用于将采样得到的电网三相电流ia、ib、ic数据通过变换得到等效电导Gp(t)、Gq(t)，然后得到等效电导的交流分量Gph、Gqh，利用等效电导交流分量和谐波及无功电流的线性关系，经过线性变换可以得到需要抑制或补偿的电流分量iαh、iβh、i0h。 所述的电网谐波与闪变综合抑制装置的主电路1，包括电容1-2，第一电感L与开关电路及第二电感L与开关电路1-4、1-5，第一和/或第二电感L与开关电路包括四路由串联的电感L与开关电路构成的支路，在第一电感L与开关电路1-4与电容1-2，之间设有逆变电路1-1，并且，逆变电路1-1的sa、sb、sc、sn交流输入端分别与四路第一电感L与开关电路1-4支路的sa、sb、sc、sn端连接，逆变电路1-1的直流端与电容1-2的DC+、DC-直流端连接；在第二电感L与开关电路1-5与电容1-2之间设有整流电路1-3，并且，整流电路1-3的整流电路1-3的直流端与与电容1-2的DC+、DC-直流端连接，整流电路的1-3的la、lb、lc、ln交流端分别与四路第二电感L与开关电路1-5支路的la、lb、lc、ln端连接。 所述的电网谐波与闪变综合抑制装置中逆变电路1-1包括4路桥臂，桥臂的两端分别相互连接且该两端分别为逆变电路1-1的直流端，每路桥臂2个串联的电力电子开关组成，4路桥臂的中点分别为逆变电路1-1的sa、sb、sc、sn交流输入端，上述电力电子开关由绝缘栅双极晶体管及与绝缘栅双极晶体管反相并联的二极管组成。 所述的电网谐波与闪变综合抑制装置中整流电路1-3包括4路桥臂，桥臂的两端分别相互连接且该两端分别为整流电路1-3的直流端，每路桥臂2个串联的电力电子 开关组成，4路桥臂的中点分别为整流电路1-3的la、lb、lc、1n交流端，上述电力电子开关由绝缘栅双极晶体管及与绝缘栅双极晶体管反相并联的二极管组成。 所述的电网谐波与闪变综合抑制装置中控制装置2包括采样电路2-1、逻辑信号处理及开关量输入、输出电路2-2、可编程逻辑电路2-6及主控电路2-7，采样电路2-1用于对系统和负载的电压、电流进行采样，采样电路2-1的数字信号输出端与主控电路的主控制芯片271的数据总线连接，主控电路2-7的控制信号输出端及开关量信号输出端与逻辑信号处理及开关量输入、输出电路2-2的控制信号输入端及开关量信号输入端连接，逻辑信号处理及开关量输入、输出电路2-2的控制信号输出端与采样电路2-1的控制信号输入端连接，逻辑信号处理及开关量输入、输出电路2-2用于从主控电路2-7得到逻辑处理信号并合成相应的控制信号和开关量输出信号，控制信号输出至采样电路2-1，开关量输出信号接至开关量输出端子用于控制电网谐波与闪变综合抑制设备，主控电路2-7的地址总线、数据总线、复位信号线以及中断信号线，使能信号线、片选信号线、读信号线、写信号线分别与可编程逻辑电路电路2-6的FPGA芯片为EP1C6Q240C8芯片261的地址总线、数据总线、复位信号线以及中断信号线、使能信号线、片选信号线、读信号线、写信号连接线。 所述的电网谐波与闪变综合抑制装置，在主控电路2-7上设有外部存储器扩展电路2-5，外部存储器扩展电路2-5的地址线、数据信号总线及控制信号总线分别与主控电路2-7的地址线、数据总线及控制信号总线相连接。 下面参照附图，对本发明的具体实施方案作一详细说明： 参照图3，电网谐波与闪变综合抑制装置由主电路1、控制电路2、电压传感器PT1、PT2和电流传感器CT1、CT2、CT3组成。其中主电路由绝缘栅双极晶体管T1～T8组成的逆变电路1-1、电容1-2、绝缘栅双极晶体管T9～T16组成的整流电路1-3、电感L与开关电路1-4、1-5组成。其中专门设计了新型谐波电流及无功电流检测方法，该算法由计算等效电导的变换部分，即图2-A部分，数字低通滤波 器部分，即图2-B部分，计算补偿电流的变换部分，即图2-C部分组成。通过该算法实现对补偿的电流分量进行快速、准确的计算，为实现谐波与闪变的综合抑制提供基础。 参照图1、图3，该主电路1由五个部分组成，其中交流电源的SA、SB、SC、SN端连接到电感L和开关电路1-4，经过电感L和开关电路1-4然后连接到逆变电路1-1的交流输入端sa、sb、sc、sn，逆变电路的直流端连接到电容1-2的直流端DC+、DC-，同时电容1-2的直流端DC+、DC-也连接到整流电路1-3的直流端，整流电路的1-3的交流端la、lb、lc、ln连接到电感L和开关电路1-5，然后通过电感L和开关电路1-5连接到负载侧的交流端LA、LB、LC、LN。 参照图2、图5～9，控制电路2中的电压/电流传感器及A/D采样电路2-1通过电压、电流传感器211得到需要测量的电压、电流信号分别送至4个A/D采样电路212、213、214、215的脚13、脚15、脚18、脚20进行转换，转换的结果通过每个A/D采样电路的数字量输出引脚DB0-DB13脚27～脚34和脚38～脚43接到主控制芯片271的数据总线脚179～脚198，主控制芯片利用这些测量值进行处理；该控制电路中的CPLD及开关量输入、输出电路2-2通过其CPLD芯片221的数据接口脚139、脚140及脚142～脚155和控制接口脚12、脚22、脚24、脚26、脚28，脚130、脚133、脚138从主控制芯片271得到相关的处理信号后在CPLD芯片221中合成相应的控制信号和开关量输出信号。其中关于A/D芯片的控制信号通过CPLD芯片的IRQ0脚11输出至4个A/D芯片的控制端，其中开关量输出信号脚48、49、50、脚52～60，脚62～65，脚82～93，脚95～98，脚103～109，脚111～119接至开关量输出端子用于控制电网谐波与闪变综合抑制设备；该控制电路中的人机接口电路采用一个51单片机W77E58芯片234通过采用双口RAM芯片231的连接到主控制芯片271的数据总线上，液晶显示控制芯片233从 W77E58芯片234获得需要显示的数据及控制信号后控制液晶显示屏232进行显示，键盘235通过W77E58芯片234将键入的数据送到主控制芯片271；该控制电路中的通讯电路采用以太网收发芯片LXT971241，串口通信RS485芯片242，串口通 信RS232芯片243分别与主控制芯片271的数据通讯接口连接以实现以太网、RS485和RS232三种通讯方式；该控制电路中的外部存储器扩展电路的两片同步动态随机存储芯片IS42SI16400A251、252和两片FLASH存储芯片253、254的地址脚20～脚26，脚30～35、数据信号及控制信号分别与主控制芯片71的地址、数据总线及控制信号相连接；该控制电路中的FPGA电路的FPGA芯片261的地址总线AB[0..23]、数据总线(DB[0..15]、复位信号(nRST)以及中断信号线(INT)，使能信号(nOE)、片选信号(nCS)、读信号(nRD)、写信号(nWE)分别与主控制芯片721的地址总线AB[0..23])、数据总线(DB[0..15]、复位信号(nRST)以及中断信号线(INT)，使能信号(nOE)、片选信号(nCS)、读信号(nRD)、写信号(nWE)相连接。 装置开始工作时，先判断整流部分和逆变部分电路的工作情况，如果两部分均正常工作，则闭合投切开关SW2、SW1，整流电路通过电感L5～L8与交流电路相连在控制电路控制下进行可控整流得到的直流电压对电容进行充电，为逆变提供直流支撑，同时电容还起到滤除直流电压的脉动成分。控制电路通过传感器以及采样电路得到的电压、电流数值通过专门设计的检测算法计算出需要补偿的电流分量，控制电路采用合适的控制策略，逆变电路将电容上直流电压进行逆变得到不同频率的交流电压，通过电感L1～L4耦合至线路，从而提供负载的无功电流和抵消谐波。在该工作过程中，逆变和整流电路中的二极管D1～D16起到保护绝缘栅双极晶体管T1～T16的作用。在系统工作时每隔一段时间对逆变电路和整流电路进行检测，当发现其中某个部分发生故障时，则关闭该部分电路，同时打开该部分的投切开关。此时相对应的另外一个部分则利用该部分主电路中的绝缘栅双极晶体管和二极管同时进行整流和逆变的相应动作，从而实现抑制电网谐波和闪变的功能，并且提高了系统的稳定性和可靠性。 主电路各部分说明 1、网侧滤波电感L1～L4：逆变电路采用通过电抗器接入的方式时，相当于将综合抑制装置的输出电压经过电抗器并入系统，补偿电流即为系统电压和综合抑制装置 输出电压的差值通过电抗器时所产生的电流。电感是保证装置正常运行的必要条件。电感值的大小对系统影响很大，选取适当的电感值可以达到抑制高次谐波的目的，但是如果过大将导致系统的动态响应速度变慢，而过小将导致装置在投入运行时产生的瞬时电流不能得到有效抑制。经过计算根据不同的场合选择1.5～4mH，25～100A的电感。 2、直流侧滤波电容：电压型逆变器的标志。其作用是滤除直流电压脉动成分，保证在正常工作时其直流电压维持不变，保证装置正常工作。直流侧电容容量在允许的范围内越大越好，容量越大，抑制电容电压波动的能力越强。电容的选择还要考虑电容的耐压问题，经过计算选择1200V、4700μF的电容。 3、整流电路1-3：该部分电路由绝缘栅双极晶体管T9～T16及与绝缘栅双极晶体管反相并联的二极管D9～D16组成；对该部分电路通过系统的控制电路部分2采用脉宽调制(PWM，Pulse-Width Modulation)方法进行控制，可以使得各相输入电流近似为正弦波且和系统的电压相位相同，功率因数近似为1，通过PWM整流电路为直流侧滤波电容 提供一个稳定的直流电压，为进行谐波与闪变的综合抑制提供直流电压支撑。 4、逆变电路1-1：该部分电路由绝缘栅双极晶体管T1～T8及与绝缘栅双极晶体管反相并联的二极管D1～D8组成；该部分电路在系统的控制电路部分2的控制下，采用谐波与闪变综合抑制控制策略，针对由于非线性负载的接入而引入的谐波产生相对应的补偿电流与其进行抵消，从而抑制了谐波。同时，该部分电路亦能提供配电系统运行时所需要的无功功率，通过补偿无功功率起到了稳定配电系统的供电电压的作用，从而可以抑制闪变的发生。事实上该部分逆变电路和上述整流电路的电路拓扑结构完全相同，并且逆变电路和上述整流电路都可以在系统控制电路的控制下独立地完成整流和逆变的相应动作，之所以采用两个相同的结构主要原因有：1)为了能够对直流侧滤波电容两端的电压能够进行准确、及时的控制，提高控制精度，从而实现谐波和闪变抑制能力的优化；2)为了实现装置的冗余运行，逆变电路也可 以实现整流功能，同时整流电路也可以实现逆变功能。正常工作时分别进行整流与逆变，当某个部分发生故障时可以将该部分电路停止，而采用其对称部分同时进行整流和逆变，以实现电网谐波和闪变进行综合抑制，这样可以大大提高系统的可靠性和稳定性。 5、负载侧滤波电感L5～L8及开关电路1-4、1-5：整流电路采用通过电抗器接入的方式，在整流电路工作时，由于开关器件绝缘栅双极晶体管T9～T16的动作使得各相电流中含有频率很高的高次谐波。负载侧滤波电感起到在整流电路工作时滤除各相电流中的高次谐波，这样就可以使各相输入电流的脉动成分大大减少。与网侧滤波电感相同，负载侧滤波电感的值也取为1.5～4mH，25～100A。为了控制本装置的使用，在主电路中设计有开关SW1和SW2。 检测算法的设计 为了实现对电网谐波与闪变的综合抑制，该装置必须要能够对电网中的电流、电压信号进行实时的检测，计算出电流中的谐波及无功部分，从而通过控制电力电子器件实现对谐波电流和无功电流的综合抑制。 传统的方法是基于瞬时无功功率理论的方法，三相负载电流ia、ib、ic经过坐标变换到α、β、0相，再根据sinωt、cosωt计算出ip、iq，ip、iq分别减去它们的直流分量得到iph、iqh再变换到α、β、0坐标系得到负载电流的谐波和无功分量。另外一种传统方法是采用FBD方法，将a、b、c相电流ia、ib、ic和电压作用得到等效电导Gp(t)、Gq(t)，Gp(t)、Gq(t)分别减去它们的直流分量Gp、Gq得到Gph、Gqh再与各相电压作用得到a、b、c相谐波和无功电流iah、 ibh、ich，由于控制部分需要的变量是α、β、0相的电流值，因此要进行a、b、c相到α、β、0相坐标变换。以上描述的两种传统方法为了实现信号的检测均要进行三次变换，计算也相对比较繁琐，影响了无功、谐波电流成分的检测速度，也影响了对电网谐波与闪变的综合抑制。 因此，该装置中专门设计了一种新型的检测方法。该方法将ip、iq法和FBD法结合，算法的前半部分用FBD法，三相电流ia、ib、ic和参考电压作用得到等效电导Gp(t)、Gq(t)，Gp(t)、Gq(t)减去它们的直流分量Gp、Gq得到Gph、Gqh，然后根据Gp和ip的线性比例关系，后半部分采用ip、iq法，坐标变换得到α、β、0相参考值iαh、iβh、i0h。该方法较单独的ip、iq法和FBD法均省掉近三分之一的运算步骤，降低了软件开销，实时性好。 原理图如图2所示，其中的各部分的描述如下： ●当补偿谐波时需计算Gp(t)和Gq(t)：