文档介绍：基于P—q—r法的电力系统谐波检测方法
摘要文章从理论上分析了目前谐波检测方法存在的速度和不准确 两个方面的问题，详细介绍了基于三维坐标变换的p-q-r谐波检测法，给 出了其改进方案，并对此方案做了较为详尽的分析。
关键词p-q-r理论谐波检测瞬时无功功率电力系统
中图分类号：TM935文献标识码：A
0引言
近年来在有源滤波器谐波检测技术中，基于瞬时无功功率理论的p-q 检测法得到迅速的发展，在三相三线制电路中的应用已趋于成熟，其应用 日益广泛，但对于三相四线制电路而言，它的应用还存在一些问题。在此 基础上，一种基于三维坐标变换的P-q-r谐波检测理论被应用于三相四线 制电路中，该理论既可以检测出系统的谐波电流，也可以检测出系统的中 线电流。其方法是在空间坐标系下把电流向量和电压向量先变换到 o-?%z-?%［平面，再以电压向量为基准将o-?%z-?%［平面上的电压向量和 电流向量变换至p-q-r坐标系下，并使P轴上电压与电压矢量方向相同。 这样的结果形成只有在P轴上的电压分量ep不为零，而在q轴和r轴上 电压eq, er均为零。
1 p-q-r理论谐波电流检测原理
p-q-r谐波检测原理首先进行三维坐标系至0-?%Z-?%［坐标系的变
换，再根据空间坐标旋转规则构造矩阵A （以电压向量为基准），并使电压
以电压向量为基准通过矩阵A变换至p-q-r坐标系，变换的结果只有p轴 上有电压，q轴坐落在？%Z-?%［平面上，且与电压矢量方向一致。
将电压向量和电流向量变换至p-q-r坐标系后，仅有p轴上的电压向 量不为零。一般认为与电压矢量方向垂直的电流iq, ir为无功电流，与 电压矢量方向相同的电流ip为瞬时有功电流。
电流矢量图（p-q-r坐标系下）如图1所示。图中q轴的方向 在?%Z-?%［平面上，且垂直纸面向内。ir'和ir分别为希望补偿以后的r 轴电流和原r轴电流，和分别是补偿前后p轴和r轴的电流的矢量和。
在p-q-r坐标系中，q轴电流与零电流无关，因为q轴是坐落 在?%Z-?%［平面上的。电流矢量（ir和ip的矢量和）不在?%Z-?%［平面上, 适当补偿ir,使补偿后的p轴电流矢量与r轴电流矢量ir*与之和i*rp 落在?%Z-?%［平面上，则系统中就没有零序电流。
当电压为标准正弦波时，P轴电流ip的交流分量ipac来自于基波非 正序电流及谐波电流，而直流分量ipdc来自基波正序有功电流，q轴电流 iq的电流分量ipdc来自于基波正序无功电流，ipac来自于高次谐波分量, 只要把ipoc, iqoc补偿掉，则电网中只留下基波。
图1 p-q-r坐标下的电流矢量图
2 p-q-r法的局限性及其理论分析
（1）治理电网谐波污染的有效方法之一用使用有源滤波器，而谐波 电流的检测是必不可少的，直接影响到有源滤波器的滤波效果。瞬时无功 功率理论是谐波检测的基本方法。在三相四线制电路谐波检测中，瞬时无 功功率检测的P-q-r法可以检测岀系统的谐波电流及中线电流，缺点是要 经过多次坐标变换计算，计算量大，直接影响p-q-r法的使用。
（2）当三相电压发生不对称或畸变时，ea, eb, ec就会含有谐波和 不对称分量，而p-q-r法中计算基波电流公式中使用了含有不对称分量和 谐波的ea, eb, ec,因此基波