一種有源電力濾波的快速補償方法與流程

2023-11-01 12:07:42

本發明涉及一種快速補償方法，具體涉及一種有源電力濾波的快速補償方法。

背景技術：

有源電力濾波器，是一種用於動態抑制諧波、補償無功的新型電力電子裝置，它能夠對大小和頻率同時變化的諧波以及變化的無功進行補償。當正弦波電壓加載在非線性負載上時，電流會受到影響，變成非正弦波，而非正弦波電流在電網阻抗上產生壓降，就會使得電網電壓波形也收到幹擾變成非正弦波，對受到幹擾的電壓信號進行傅立葉變換，其中頻率域工頻相同的分量為基波，頻率為基波整數倍的分量稱之為諧波。廣泛使用的非線性負載會產生大量的高次諧波，嚴重幹擾各類用電設備的正常工作。此外，衝擊性、波動性負載還會造成電壓波動、閃變和三相不平衡等電能質量問題，導致電網電壓產生畸變，危害系統的安全運行。

目前，日本、歐美等工業發達國家已經廣泛應用有源電力濾波器來解決諧波汙染問題、補償電網無功功率、提高電能質量。例如，東芝、三菱電機、西屋電氣等世界知名電氣公司的產品技術已經趨於成熟。我國對諧波問題的研究起步較晚，1989年才開始發表研究有源濾波器的論文，90年代以後，一些高校和科研機構才開始進行理論研究，研製樣機。如今，電能質量問題日益受到重視，有源濾波器的理論技術不斷進步，工程應用經驗豐富。國產品牌如西安賽博、深圳盛弘等的有源濾波器產品已有眾多成功應用的案例，包括通信、半導體、石化、汙水處理、汽車製造、鋼鐵製造等行業，以及辦公大樓、醫院、劇院、酒店、體育館和主題公園等與生活息息相關的場所。

此外，近年來，在能源危機和環境保護的背景下，可持續新能源的研究和應用受到了極大地重視。而可持續能源發電的主要弊端就是電能輸出不穩定，電壓波形容易受到用電器幹擾。有源濾波器在可持續能源電力領域也會發揮巨大的作用。由於有源濾波器市場前景廣闊，潛力巨大，行業競爭日益激烈，但是絕大多數企業技術水平較低，產品同質化嚴重。

技術實現要素：

本發明目的是為了克服現有技術的不足而提供一種有源電力濾波的快速補償方法。

為達到上述目的，本發明所採用的技術方案為：一種有源電力濾波的快速補償方法，它包括以下步驟：

（a）利用採樣單元持續採集電網線電壓、負載電流、輸出電流和直流側電壓信號，直至直流側充電完成；

（b）將所述採樣單元採集的信息依次傳遞給電網電壓鎖相環單元、無功電流提取單元和補償信號輸出單元，並經PWM控制信號輸出；

（c）將所述採樣單元採集的信息通過模塊間通訊單元以CAN通信的形式在顯示模塊的顯示界面上進行顯示。

優化地，步驟（a）中，所述採樣單元在系統主程序初始化之後進行採集工作。

進一步地，步驟（a）中，所述主程序初始化為依次進行系統寄存器初始化、通用IO口初始化、中斷向量表初始化、外設初始化、初始化變量賦值、配置定時器、啟動定時器和使能中斷。

優化地，步驟（c）中，所述顯示模塊的顯示界面還顯示報警信號。

進一步地，步驟（c）中，所述報警信號的產生依次進行電網電壓缺相、電網電壓相序保護、電網電壓過壓和欠壓、IGBT保護、直流側電壓保護、系統過流保護和過載保護信號處理。

由於上述技術方案運用，本發明與現有技術相比具有下列優點：本發明有源電力濾波的快速補償方法，通過採樣單元持續採集電網線電壓、負載電流、輸出電流和直流側電壓信號，並將其傳遞給電網電壓鎖相環單元、無功電流提取單元和補償信號輸出單元後輸出，這樣能夠實現有源電力濾波的快速補償和顯示。

附圖說明

圖1為本發明有源電力快速補償系統的結構示意圖。

具體實施方式

下面將結合附圖對本發明優選實施方案進行詳細說明。

如圖1所示的有源電力濾波的快速補償方法，它包括以下步驟：

（a）所述採樣單元在系統主程序初始化之後（主程序初始化依次進行系統寄存器初始化、通用IO口初始化、中斷向量表初始化、外設初始化、初始化變量賦值、配置定時器、啟動定時器和使能中斷）進行採集工作，利用採樣單元持續採集電網線電壓、負載電流、輸出電流和直流側電壓信號，直至直流側充電完成；

（b）將所述採樣單元採集的信息依次傳遞給電網電壓鎖相環單元、無功電流提取單元和補償信號輸出單元，並經PWM控制信號輸出（此過程即為有源電力濾波快速補償的中斷處理程序，還同步進行開關量檢測和驅動單元的控制處理）；

（c）將所述採樣單元採集的信息通過模塊間通訊單元以CAN通信的形式在顯示模塊的顯示界面上進行顯示；顯示模塊的顯示界面還顯示報警信號，報警信號的產生依次進行電網電壓缺相、電網電壓相序保護、電網電壓過壓和欠壓、IGBT保護、直流側電壓保護、系統過流保護和過載保護信號處理（該過程為保護處理過程，由此產生的故障信號輸送至系統主程序的控制邏輯單元，結合啟動停止信號、開關量檢測和驅動單元的控制處理而實現直流側的預充電）。

上述實施例只為說明本發明的技術構思及特點，其目的在於讓熟悉此項技術的人士能夠了解本發明的內容並據以實施，並不能以此限制本發明的保護範圍。凡根據本發明精神實質所作的等效變化或修飾，都應涵蓋在本發明的保護範圍之內。