一種三相三線制逆變器及其線相電壓轉換方法
2023-04-23 10:41:36
專利名稱：一種三相三線制逆變器及其線相電壓轉換方法
技術領域：
本申請涉及發電領域，尤其涉及一種三相三線制逆變器及其線相電壓轉換方法。
背景技術：
隨著太陽能光伏併網發電技術的發展，越來越多的大中型的光伏發電站投入建設使用。太陽光通過高晶矽光伏電池板轉化為直流電，通過逆變器併入電網。許多三相三線制逆變器，在控制算法中經常要用到單相的控制計算，在只採樣三相線電壓的情況，需要將線電壓轉換成相電壓。由於三相三線制逆變器只有三相線，沒有連接零線，需要將線電壓Uab、Ubc和Uca轉換成相電壓Ua、Ub和Uc,傳統的方法是採用下面三個公式計算:Ua= (Uab-Uca) /3Ub=(Ubc-Uab)/3Uc= (Uca-Ubc) /3用上述傳統的線電壓轉相電壓的方法，當三相平衡時算出的相電壓基本是準確的，如
圖1所示；但如果三相不平衡時，用傳統方法計算出來的相電壓的幅值和相位都相差很大，如圖2所示為例，圖2中所示的相電壓Ub和Uc較圖1中的Ub和Uc不變，相電壓Ua變為圖1中Ua的一半。由於Ua幅值的變小，Uab和Ubc的幅值相位都發生變化，同樣導致U ca-Ubc和Ubc-Uab的幅值相位發生變化。將圖2中的矢量單獨拿出來比較。如圖3可以看出Ua偏小的三相不平衡的情況下,Ub與Ubc-Uab, Uc與Uca-Ubc之間的相位比較已經有不同，偏差很大。此時還用上述傳統方法計算出來的Uc'，Ub'已經和實際的Uc和Ub相位偏差很大。如圖4所示，當Ua=O時，像這樣的特殊的三相不平衡的情況，可能會出現在單相對地短路。Ua電 壓為O ;Uab=_Ub, Uca=Uc0若用傳統方法計算如下Ua，= (Uab-Uca) / 3Ua'的幅值還比較大，完全與實際的Ua=O情況嚴重偏離，採樣嚴重不準確。同時Uc』和Ub』也同樣與實際Uc和Ub偏差大，Uc'和Ub'之間的相位差也明顯不是120度。
發明內容
本申請要解決的主要技術問題是，提供一種能夠在三相不平衡時，實現線電壓轉換相電壓的準確的計算，使計算值與實際值偏差更小的三相三線制逆變器及其線相電壓轉換方法。本申請一方面提供一種三相三線制逆變器，包括逆變模塊、線電壓採樣模塊和控制模塊，控制模塊包括電壓轉換模塊和相電壓處理模塊，電壓轉換模塊包括全通濾波器和數位訊號處理器，線電壓採樣模塊從逆變模塊的輸出交流電壓中獲取三相線電壓值Uab、Ubc和Uca，將三相線電壓值Uab、Ubc和Uca轉換為分別用三相線電壓矢量S、cb和G表示；全通濾波器將三相線電壓矢量S、Λ和ac滯後90度得到三相線電壓矢量
ba、cb和狀；
數位訊號處理器根據相交於以三相線電壓矢量55、CE和G所形成的三角形內一點ο的三個圓，所述三個圓分別為三角形Λ oab、Δ oac和Λ obc的外接圓，計算三角形Λ oab、Δ oac和Λ obc的外接圓圓心ol、o2和o3與a、b和c之間的矢量
ola o2u olb o3h、o2c^a^c以及圓心 ol、o2 和 o3 之間的矢量cilo2 j2o3和舊0!；數位訊號處理器根據矢量ok/、ola、olb o3b、o2c ^ o3c和矢量olo2、ο2ο3、 計算出olh、o2k和o3j分別佔圓心線olo2、o2o3和o3ol的比例x、y和z，即求出矢量
o'h、OlkM0^J，其中h為圓心線olo2與公共弦oa的交點，j為圓心線o3ol與公共弦ob的交點，k為圓心線o2o3與公共弦oc的交點；數位訊號處理器根據矢量oiA、o2k、j和矢量ola o3b、十算出to、片和kc 3再根據圓心線垂直平分公共弦的原理求出相電壓矢量^ ab^oc；將相電壓矢量oa、M和o2轉換為相電壓值Ua、Ub和uc後，經過所述相電壓處理模塊處理後並輸出至所述逆變模塊。進一步，矢量Λα o2u olb、dih u2c和冗以及矢量olo2 。203和0301的具
體計算公式分別為:
權利要求
1.一種三相三線制逆變器，包括逆變模塊、線電壓採樣模塊和控制模塊，所述控制模塊包括電壓轉換模塊和相電壓處理模塊，其特徵在於，所述電壓轉換模塊包括全通濾波器和數位訊號處理器，線電壓採樣模塊從逆變模塊的輸出交流電壓中獲取三相線電壓伉Uab、Ubc和Uca，將所述三相線電壓值Uab、Ubc和Uca轉換為分別用三相線電壓矢量S cE和ac表不; 所述全通濾波器將三相線電壓矢量Se、Λ和G滯後90度得到三相線電壓矢量ba、cb』和ac ； 所述數位訊號處理器根據相交於以三相線電壓矢量Se、Λ和G所形成的三角形內一點ο的三個圓，所述三個圓分別為三角形Λ oab、Δ oac和Λ obc的外接圓，計算三角形Λ oab、Δ oac和Λ obc的外接圓圓心ol、o2和o3與a、b和c之間的矢量o\a o2a、olb ^ o3b 02 ^^^以及圓心 ol、o2 和 o3 之間的矢量、o2o3和o3ol; 所述數位訊號處理器根據矢量ola、o2a、olb、o3b、o2c、o3c和矢量olo2、o2o3、036 丨汁算出olh、o2k和o3j分別佔圓心線olo2、o2o3和o3ol的比例x、y和z,即求出矢量 ;Ι/7、Tlk^oS]，其中h為圓心線olo2與公共弦oa的交點，j為圓心線o3ol與公共弦ob的交點，k為圓心線o2o3與公共弦oc的交點； 所述數位訊號處理器根據矢量olA、o2k、和矢量ola、o3b、o2c計算出/7α、./6和he ,再根據圓心線垂直平分公共弦的原理求出相電壓矢量G、o$moc； 將相電壓矢量Ofl、o6和轉換為相電壓值Ua、ub和Uc後,經過所述相電壓處理模塊處理後並輸出至所述逆變模塊。
2.如權利要求1所述的三相三線制逆變器，其特徵在於，所述矢量Ola^olb o3b^ 0^和^^以及矢量olo1、―和―的具體計算公式分別為:.1....1.(I I = —ba--j=ha'
3.如權利要求1所述的三相三線制逆變器，其特徵在於，所述比例x、y和Z以及矢量oik、02是和03./的具體計算公式分別為:
4.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述矢量/ 和g的具體計算公式分別為:
5.如權利要求1所述的方法，其特徵在於，所述相電壓矢量0 和G的具體計算公式分別為:
6.一種三相三線制逆變器線相電壓轉換方法，所述逆變器包括逆變模塊、線電壓採樣模塊和控制模塊，所述控制模塊包括電壓轉換模塊和相電壓處理模塊，所述電壓轉換模塊包括全通濾波器和數位訊號處理器，其特徵在於，包括以下步驟: 所述線電壓採樣模塊從所述逆變模塊的輸出交流電壓中獲取三相線電壓值Uab、Ubc和 Uca ； 將所述三相線電壓值Uab、Ubc和Uca轉換為分別用三相線電壓矢量S、ο 和 表示；所述全通濾波器將三相線電壓矢量S、Λ和G滯後90度得到三相線電壓矢量ba、cb』和ac ；所述數位訊號處理器根據相交於以三相線電壓矢量Sa、c6和G所形成的三角形內一點ο的三個圓，所述三個圓分別為三角形Λ oab、Δ oac和Λ obc的外接圓，計算三角形Λ oab、Δ oac和Λ obc的外接圓圓心ol、o2和o3與a、b和c之間的矢量olu Ola^ olb% o3b 和冗以及圓心 ol、o2 和 o3 之間的矢量 olo1、ο2ο3^Ρο3ο ；所述數位訊號處理器根據矢量ola、ola ^ olb、o3b、o2c、o3c和矢量ok>2、o2o3、i)3oi汁算出olh、o2k和o3j分別佔圓心線olo2、o2o3和o3ol的比例x、y和z,即求出矢量d/;、和ο3 ，其中h為圓心線olo2與公共弦oa的交點，j為圓心線o3ol與公共弦ob的交點，k為圓心線o2o3與公共弦oc的交點； 所述數字 目號處理器根據矢量olA、o2k、o3j'和矢量ola、o3b、ι.十算出/ o、./6和kc，再根據圓心線垂直平分公共弦的原理求出相電壓矢量G、Obmoc., 將相電壓矢量 β、和ο 轉換為相電壓值Ua、ub和Uc後,經過所述相電壓處理模塊處理後並輸出至所述逆變模塊。
7.如權利要求6所述的方法,其特徵在於,所述矢Io2l (Ah 、…。和0 以及矢量olo1、0 和^的具體計算公式分別為:
8.如權利要求6所述的方法,其特徵在於,所述比例x、y和z以及矢量ol/ 0 和的具體計算公式分別為:
9.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述矢量G、聲和豆的具體計算公式分別為:
10.如權利要求6所述的方法，其特徵在於，所述相電壓矢量
全文摘要
本申請公開了一種三相三線制逆變器及其線相電壓轉換方法，該三相三線制逆變器，包括逆變模塊、線電壓採樣模塊和控制模塊，所述控制模塊包括電壓轉換模塊和相電壓處理模塊，電壓轉換模塊包括全通濾波器和數位訊號處理器，所述線電壓採樣模塊從逆變模塊輸出交流電壓中獲取三相線電壓並將其送入電壓轉換模塊，電壓轉換模塊將所述三相線電壓轉換為三相相電壓後，經過相電壓處理模塊處理後送入逆變模塊。與現有技術相比，本申請的技術方案可以解決在三相不平衡時，實現線電壓轉換相電壓的準確的計算，使計算值與實際值偏差更小。
文檔編號H02M7/48GK103117667SQ201210575679
公開日2013年5月22日 申請日期2012年12月26日 優先權日2012年12月26日
發明者任其星 申請人:深圳創動科技有限公司