專利名稱：一種電能質(zhì)量綜合治理裝置的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及有源電力濾波技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種電能質(zhì)量綜合治理裝置的控制方法。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展，電力負荷越來越復雜，非線性負載、變頻調(diào)速裝置和可控硅設(shè)備的廣泛應(yīng)用，電網(wǎng)的諧波污染問題也日益突出，形成了電力系統(tǒng)諧波容量大、時變特點。傳統(tǒng)的LC無源濾波器越來越不能滿足現(xiàn)代工業(yè)應(yīng)用和電力系統(tǒng)的要求，有源電力技術(shù)的出現(xiàn)，為治理電網(wǎng)電能質(zhì)量提供了 一個重要途徑。
電能質(zhì)量綜合治理裝置利用最先進的信息技術(shù)和電力電子技術(shù)優(yōu)異地實現(xiàn)了對諧波的濾除。它通過超高速采樣和智能檢測技術(shù)分析出負荷電流的無功、諧波及不平衡程度，向電網(wǎng)系統(tǒng)中注入一定量補償電流來抵消負載所產(chǎn)生的諧波電流和補償無功量。它克服了 LC濾波器等傳統(tǒng)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(chǎn)生的高次部分，又能適應(yīng)電網(wǎng)阻抗和頻率的快速變化，且具有高可控性和快速響應(yīng)性。
電能質(zhì)量綜合治理裝置在處理諧波畸變度和數(shù)字化控制系統(tǒng)中存在以下問題:
I)按照各次諧波含量的大小去濾除諧波，由于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(zhì)量綜合治理裝置數(shù)字化控制器的信號在每個環(huán)節(jié)的信號處理中都會引起電能質(zhì)量綜合治理裝置補償電流相位滯后問題；一方面數(shù)字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于等于系統(tǒng)的采樣周期，在每次控制指令更新完整之前，系統(tǒng)的控制信號保持不變，并不是隨系統(tǒng)采樣對象的變化而變化，這會引起數(shù)字化控制的誤差。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種電能質(zhì)量綜合治理裝置的控制方法。這套算法能夠解決電能質(zhì)量綜合治理裝置在處理諧波畸變度和數(shù)字化控制系統(tǒng)中的延時問題，實現(xiàn)電能質(zhì)量完全治理。
本發(fā)明通過以下技術(shù)方案達到上述目的:一種電能質(zhì)量綜合治理裝置的
控制方法，包括如下步驟:
(I)采用“參考電流”計算方法算法構(gòu)建正弦波，通過對采樣系統(tǒng)實時采集的負荷信號對比分析出諧波動態(tài)變化、無功實時需求；
(2)采用“預(yù)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(diào)制PWM調(diào)制，得到PWM脈沖信號，經(jīng)過自動跟蹤式諧波濾除方法控制絕緣柵雙極型晶體管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采樣系統(tǒng)采集到的負荷電流經(jīng)過分解得到諧波分量，參照目標正弦波進行電能質(zhì)量治理，得到目標補償電流，然后經(jīng)過預(yù)測算法修正。
所述“預(yù)測算法”計算方法是將當前時刻電網(wǎng)中負載電流信號經(jīng)過分解后得到基波量和各次諧波分量，利用預(yù)測濾波器預(yù)測獲得下一時刻電網(wǎng)中負載電流信號中基波量，將當前電網(wǎng)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(wǎng)負載電流中諧波分量，將得到的諧波分量進行PWM調(diào)制，得到PWM脈沖信號，即可得到目標補償電流。
研究表明，電流諧波次數(shù)越高、諧波頻率變化越快，補償殘余度越大。解決電能質(zhì)量綜合治理裝置在處理諧波畸變度和數(shù)字化控制系統(tǒng)中問題最佳途徑為:“參考電流”計算方法和“預(yù)測算法”計算方法。通過“參考電流”計算方法構(gòu)建目標正弦波，采用“預(yù)測算法”計算方法預(yù)測到后一頻率的諧波分量，對目標補償電流進行預(yù)測修正，實現(xiàn)無延時同步補償，降低電流畸變度，達到電能質(zhì)量理想的治理效果。
“參考電流”計算方法的核心是構(gòu)建目標正弦波并對目標補償電流進行預(yù)測修正，實現(xiàn)無延時同步補償；“預(yù)測算法”計算方法的核心是基于當前時刻電網(wǎng)中負載電流信號經(jīng)過分解后得到基波量和各次諧波分量，利用預(yù)測濾波器預(yù)測獲得下一時刻電網(wǎng)中負載電流信號基波量，將當前電網(wǎng)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(wǎng)負載電流中諧波分量，將得到的諧波分量進行PWM調(diào)制，得到PWM脈沖信號，然后經(jīng)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(tǒng)等效圖如附圖
2。圖2交流側(cè)等值電路為:
其中
權(quán)利要求
1.一種電能質(zhì)量綜合治理裝置的控制方法，其特征在于包括如下步驟: (1)采用“參考電流”計算方法算法構(gòu)建正弦波，通過對采樣系統(tǒng)實時采集的負荷信號對比分析出諧波動態(tài)變化、無功實時需求； (2)采用“預(yù)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(diào)制PWM調(diào)制，得到PWM脈沖信號，經(jīng)過自動跟蹤式諧波濾除方法控制絕緣柵雙極型晶體管IGBT實時逆變出輸出電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能質(zhì)量綜合治理裝置的控制方法，其特征在于:所述‘參考電流”計算方法是將超高速的采樣系統(tǒng)采集到的負荷電流經(jīng)過分解得到諧波分量，參照目標正弦波進行電能質(zhì)量治理，得到目標補償電流，然后經(jīng)過預(yù)測算法修正。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電能質(zhì)量綜合治理裝置的控制方法，其特征在于:所述“預(yù)測算法”計算方法是將當前時刻電網(wǎng)中負載電流信號經(jīng)過分解后得到基波量和各次諧波分量，利用預(yù)測濾波器預(yù)測獲得下一時刻電網(wǎng)中負載電流信號中基波量，將當前電網(wǎng)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(wǎng)負載電流中諧波分量，將得到的諧波分量進行PWM調(diào)制，得到PWM脈沖信號，即可得到目標補償電流。
全文摘要
一種電能質(zhì)量綜合治理裝置的控制方法，包括如下步驟(1)采用“參考電流”計算方法構(gòu)建正弦波，通過對采樣系統(tǒng)實時采集的負荷信號對比分析出諧波動態(tài)變化、無功實時需求；(2)采用“預(yù)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(diào)制PWM調(diào)制，得到PWM脈沖信號，經(jīng)過自動跟蹤式諧波濾除方法控制絕緣柵雙極型晶體管IGBT實時逆變出輸出電壓。采用本發(fā)明的工作算法精度高、響應(yīng)時間快，可有效地解決電能質(zhì)量綜合治理裝置在處理諧波畸變度和數(shù)字化控制系統(tǒng)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(yōu)先權(quán)日2011年11月28日
發(fā)明者嚴剛, 楊露, 黃勇 申請人:廣西星宇智能電氣有限公司