一種電能質量綜合治理裝置的控制方法
2023-06-19 21:34:56 1
專利名稱：一種電能質量綜合治理裝置的控制方法
技術領域：
本發明涉及有源電力濾波技術領域，特別是一種電能質量綜合治理裝置的控制方法。
背景技術：
隨著現代工業發展，電力負荷越來越複雜，非線性負載、變頻調速裝置和可控矽設備的廣泛應用，電網的諧波汙染問題也日益突出，形成了電力系統諧波容量大、時變特點。傳統的LC無源濾波器越來越不能滿足現代工業應用和電力系統的要求，有源電力技術的出現，為治理電網電能質量提供了 一個重要途徑。
電能質量綜合治理裝置利用最先進的信息技術和電力電子技術優異地實現了對諧波的濾除。它通過超高速採樣和智能檢測技術分析出負荷電流的無功、諧波及不平衡程度，向電網系統中注入一定量補償電流來抵消負載所產生的諧波電流和補償無功量。它克服了 LC濾波器等傳統的諧波抑制方法和補償無功的一些缺點，既可補償非線性負載產生的高次部分，又能適應電網阻抗和頻率的快速變化，且具有高可控性和快速響應性。
電能質量綜合治理裝置在處理諧波畸變度和數位化控制系統中存在以下問題:
I)按照各次諧波含量的大小去濾除諧波，由於存在延時及參照選擇問題會造成諧波濾除量低，電流畸變率處理效果不佳；
2)延時問題:一方面電能質量綜合治理裝置數位化控制器的信號在每個環節的信號處理中都會引起電能質量綜合治理裝置補償電流相位滯後問題；一方面數位化控制的指令每隔一定的周期都要更新一次，控制指令更行周期大於等於系統的採樣周期，在每次控制指令更新完整之前，系統的控制信號保持不變，並不是隨系統採樣對象的變化而變化，這會引起數位化控制的誤差。發明內容
本發明的目的在於提供一種電能質量綜合治理裝置的控制方法。這套算法能夠解決電能質量綜合治理裝置在處理諧波畸變度和數位化控制系統中的延時問題，實現電能質量完全治理。
本發明通過以下技術方案達到上述目的:一種電能質量綜合治理裝置的
控制方法，包括如下步驟:
(I)採用「參考電流」計算方法算法構建正弦波，通過對採樣系統實時採集的負荷信號對比分析出諧波動態變化、無功實時需求；
(2)採用「預測算法」計算方法得到需要的目標輸出電流量，將目標輸出電流進行脈寬調製PWM調製，得到PWM脈衝信號，經過自動跟蹤式諧波濾除方法控制絕緣柵雙極型電晶體IGBT實時逆變出輸出電壓。
所述『參考電流」計算方法是將超高速的採樣系統採集到的負荷電流經過分解得到諧波分量，參照目標正弦波進行電能質量治理，得到目標補償電流，然後經過預測算法修正。
所述「預測算法」計算方法是將當前時刻電網中負載電流信號經過分解後得到基波量和各次諧波分量，利用預測濾波器預測獲得下一時刻電網中負載電流信號中基波量，將當前電網中負載電流信號中諧波分量與下一時刻電流的基波量相減，得到下一時刻電網負載電流中諧波分量，將得到的諧波分量進行PWM調製，得到PWM脈衝信號，即可得到目標補償電流。
研究表明，電流諧波次數越高、諧波頻率變化越快，補償殘餘度越大。解決電能質量綜合治理裝置在處理諧波畸變度和數位化控制系統中問題最佳途徑為:「參考電流」計算方法和「預測算法」計算方法。通過「參考電流」計算方法構建目標正弦波，採用「預測算法」計算方法預測到後一頻率的諧波分量，對目標補償電流進行預測修正，實現無延時同步補償，降低電流畸變度，達到電能質量理想的治理效果。
「參考電流」計算方法的核心是構建目標正弦波並對目標補償電流進行預測修正，實現無延時同步補償；「預測算法」計算方法的核心是基於當前時刻電網中負載電流信號經過分解後得到基波量和各次諧波分量，利用預測濾波器預測獲得下一時刻電網中負載電流信號基波量，將當前電網中負載電流信號中諧波分量與下一時刻電流的基波量相減，得到下一時刻電網負載電流中諧波分量，將得到的諧波分量進行PWM調製，得到PWM脈衝信號，然後經過自動跟蹤式諧波濾除方法控制IGBT實時逆變出輸出電壓。
系統等效圖如附圖
2。圖2交流側等值電路為:
其中
權利要求
1.一種電能質量綜合治理裝置的控制方法，其特徵在於包括如下步驟: (1)採用「參考電流」計算方法算法構建正弦波，通過對採樣系統實時採集的負荷信號對比分析出諧波動態變化、無功實時需求； (2)採用「預測算法」計算方法得到需要的目標輸出電流量，將目標輸出電流進行脈寬調製PWM調製，得到PWM脈衝信號，經過自動跟蹤式諧波濾除方法控制絕緣柵雙極型電晶體IGBT實時逆變出輸出電壓。
2.根據權利要求1所述的電能質量綜合治理裝置的控制方法，其特徵在於:所述『參考電流」計算方法是將超高速的採樣系統採集到的負荷電流經過分解得到諧波分量，參照目標正弦波進行電能質量治理，得到目標補償電流，然後經過預測算法修正。
3.根據權利要求1所述的電能質量綜合治理裝置的控制方法，其特徵在於:所述「預測算法」計算方法是將當前時刻電網中負載電流信號經過分解後得到基波量和各次諧波分量，利用預測濾波器預測獲得下一時刻電網中負載電流信號中基波量，將當前電網中負載電流信號中諧波分量與下一時刻電流的基波量相減，得到下一時刻電網負載電流中諧波分量，將得到的諧波分量進行PWM調製，得到PWM脈衝信號，即可得到目標補償電流。
全文摘要
一種電能質量綜合治理裝置的控制方法，包括如下步驟(1)採用「參考電流」計算方法構建正弦波，通過對採樣系統實時採集的負荷信號對比分析出諧波動態變化、無功實時需求；(2)採用「預測算法」計算方法得到需要的目標輸出電流量，將目標輸出電流進行脈寬調製PWM調製，得到PWM脈衝信號，經過自動跟蹤式諧波濾除方法控制絕緣柵雙極型電晶體IGBT實時逆變出輸出電壓。採用本發明的工作算法精度高、響應時間快，可有效地解決電能質量綜合治理裝置在處理諧波畸變度和數位化控制系統中問題。
文檔編號H02J3/26GK103138263SQ20111038397
公開日2013年6月5日 申請日期2011年11月28日 優先權日2011年11月28日
發明者嚴剛, 楊露, 黃勇 申請人:廣西星宇智能電氣有限公司