本發(fā)明涉及變頻器，尤其涉及一種變頻器的諧波控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、變頻器在實際工作過程中會產(chǎn)生大量諧波，這些諧波污染會降低變頻器的工作效率，同時還會干擾周圍的電子設(shè)備，使其無法正常工作，從而使電網(wǎng)中的電壓、電流波形發(fā)生畸變，或引起電壓波動、閃變和三相不平衡，嚴重影響了電網(wǎng)的供電質(zhì)量，因此，如何有效低變頻器諧波問題，一直是一個研究的重點。

2、目前，對于變頻器諧波治理主要是采用濾波的方式，比如采用濾波電抗器，濾波電抗器有兩個纏有繞組線圈的錠子，通過將吸收諧波轉(zhuǎn)化為熱能的形式濾除諧波，但濾波電抗器大約只可以濾除諧波量的30%，濾波效果比較差；又比如采用串聯(lián)電感進行諧波濾波，但電感量加大則影響變頻器出力，電感量小則濾波效果有限，在不影響變頻器出力的前提下，濾波電感的電抗率不超過10％，因此諧波含量只能降至70％左右，濾波效果比較一般。因此，如何提升變頻器的諧波抑制效果是本領(lǐng)域亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明實施例提供一種變頻器的諧波控制方法及系統(tǒng)，其能有效提升變頻器的諧波抑制效果，從而提升電網(wǎng)的供電質(zhì)量。

2、第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種變頻器的諧波控制方法，包括：

3、獲取當前時間周期內(nèi)變頻器的輸出電壓信號和母線電壓信號；

4、對所述輸出電壓信號進行頻譜分析，在頻域上構(gòu)建基波頻率與各次諧波頻率之間的第一頻率分布特性曲線；

5、根據(jù)所述母線電壓信號，對所述第一頻率分布特性曲線進行修正，得到第二頻率分布特性曲線；

6、在所述變頻器的輸出頻率信號發(fā)生頻率漂移時，對所述輸出頻率信號的頻率漂移進行跟蹤，獲得頻率漂移規(guī)律；

7、對所述輸出電壓信號進行電壓波形畸變分析，得到總諧波畸變率；

8、根據(jù)所述總諧波畸變率和所述頻率漂移規(guī)律對濾波器進行參數(shù)優(yōu)化，使所述濾波器的第三頻率分布特性曲線與所述第二頻率分布特性曲線相匹配；

9、在下一個時間周期采用優(yōu)化后的濾波器對所述變頻器進行諧波抑制。

10、作為上述方案的改進，所述對所述輸出電壓信號進行頻譜分析，在頻域上構(gòu)建基波頻率與各次諧波頻率之間的第一頻率分布特性曲線，包括：

11、采用漢明窗函數(shù)對所述輸出電壓信號進行加窗處理，得到第一電壓信號；

12、對所述第一電壓信號進行快速傅里葉變換，得到頻域數(shù)據(jù)；

13、根據(jù)所述頻域數(shù)據(jù)中幅值最大的頻率點，確定基波頻率；

14、根據(jù)所述基波頻率對所述頻域數(shù)據(jù)進行歸一化處理，得到歸一化頻譜；

15、對所述歸一化頻譜中幅值超過第一設(shè)定閾值的頻率進行定位，并根據(jù)定位出的頻率與所述基波頻率的倍數(shù)關(guān)系，確定諧波次數(shù)以及各次諧波對應的頻率序列；

16、采用巴特沃斯濾波器對所述頻率序列進行平滑處理；

17、根據(jù)平滑處理后的頻率序列中各次諧波對應的諧波頻率的幅值和所述基波頻率對應的幅值的比值，建立第一頻率分布特性曲線。

18、作為上述方案的改進，所述根據(jù)所述母線電壓信號，對所述第一頻率分布特性曲線進行修正，得到第二頻率分布特性曲線，包括：

19、根據(jù)所述母線電壓信號，確定邊帶諧波頻率位移量；

20、根據(jù)所述邊帶諧波頻率位移量，對所述第一頻率分布特性曲線進行修正，得到第二頻率分布特性曲線。

21、作為上述方案的改進，所述根據(jù)所述母線電壓信號，確定邊帶諧波頻率位移量，包括：

22、采用通帶范圍在預設(shè)赫茲范圍內(nèi)的低通濾波器對所述母線電壓信號進行低通濾波，得到波動幅度序列；

23、對所述波動幅度序列采用希爾伯特變換進行包絡(luò)解調(diào)，得到包絡(luò)解調(diào)信號；

24、根據(jù)所述包絡(luò)解調(diào)信號，計算所述母線電壓信號的波動頻率和波動深度；

25、根據(jù)所述波動頻率和所述波動深度，計算所述邊帶諧波頻率位移量。

26、作為上述方案的改進，所述根據(jù)所述邊帶諧波頻率位移量，對所述第一頻率分布特性曲線進行修正，得到第二頻率分布特性曲線，包括：

27、根據(jù)所述邊帶諧波頻率位移量，構(gòu)建邊帶頻率位移對照表；其中，所述邊帶頻率位移對照表包括所述基波頻率與各次諧波頻率之間的位移量；

28、采用所述邊帶頻率位移對照表，對所述第一頻率分布特性曲線進行修正；

29、對修正后的第一頻率分布特性曲線劃分插值區(qū)間，并采用拉格朗日插值法對各個所述插值區(qū)間進行插值，得到所述第二頻率分布特性曲線。

30、作為上述方案的改進，所述在所述變頻器的輸出頻率信號發(fā)生頻率漂移時，對所述輸出頻率信號的頻率漂移進行跟蹤，獲得頻率漂移規(guī)律，包括：

31、獲取當前時間周期內(nèi)所述變頻器的輸出頻率信號；

32、對所述輸出頻率信號進行模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換，得到頻率采樣序列；

33、對所述頻率采樣序列進行小波分解，得到相位特征；

34、對所述相位特征的變化率進行跟蹤，構(gòu)建頻率漂移序列；

35、對所述頻率漂移序列采用卡爾曼濾波算法進行遞推處理，獲得頻率漂移的斜率；

36、當頻率漂移的斜率超過第二設(shè)定閾值時，根據(jù)頻率漂移的斜率、各次諧波頻率與所述基波頻率的倍數(shù)關(guān)系，建立各次諧波頻率與所述基波頻率的映射函數(shù)，作為頻率漂移規(guī)律。

37、作為上述方案的改進，所述對所述輸出電壓信號進行電壓波形畸變分析，得到總諧波畸變率，包括：

38、對所述輸出電壓信號進行傅里葉變換，獲得基波分量和各次諧波分量；

39、根據(jù)所述基波分量和各次諧波分量，計算各次諧波的畸變率；

40、對各次諧波的所述畸變率進行二次平方和開方運算，得到總諧波畸變率。

41、作為上述方案的改進，所述根據(jù)所述總諧波畸變率和所述頻率漂移規(guī)律對濾波器進行參數(shù)優(yōu)化，使所述濾波器的第三頻率分布特性曲線與所述第二頻率分布特性曲線相匹配，包括：

42、根據(jù)所述總諧波畸變率和所述頻率漂移規(guī)律，采用徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對所述濾波器進行參數(shù)迭代優(yōu)化，得到本輪輸出的濾波器參數(shù)；所述濾波器參數(shù)包括所述濾波器的中心頻率和通帶帶寬；

43、根據(jù)本輪輸出的濾波器參數(shù)，構(gòu)建巴特沃斯濾波器，并對所述巴特沃斯濾波器進行頻率響應測試，得到本輪的測試誤差；

44、若本輪的測試誤差大于預設(shè)誤差閾值，重新采用徑向基神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)對所述濾波器進行參數(shù)迭代優(yōu)化；

45、若本輪的測試誤差不大于預設(shè)誤差閾值，在當前時間周期結(jié)束時采用本輪輸出的濾波器參數(shù)中的中心頻率和通帶帶寬更新所述濾波器的中心頻率和通帶帶寬，使所述濾波器的第三頻率分布特性曲線與所述第二頻率分布特性曲線相匹配。

46、作為上述方案的改進，所述根據(jù)所述基波分量和各次諧波分量，計算各次諧波的畸變率，包括：

47、計算各次諧波分量與所述基波分量的幅值比值，得到各次諧波的畸變率。

48、第二方面，本發(fā)明實施例提供了一種變頻器的諧波控制系統(tǒng)，包括：控制器、與所述控制器連接的濾波器、信號采樣模塊；其中，所述濾波器、所述信號采樣模塊用于與變頻器連接；

49、所述信號采樣模塊，用于獲取當前時間周期內(nèi)變頻器的輸出電壓信號和母線電壓信號；

50、所述控制器包括：

51、頻譜分析模塊，用于對所述輸出電壓信號進行頻譜分析，在頻域上構(gòu)建基波頻率與各次諧波頻率之間的第一頻率分布特性曲線；

52、修正模塊，用于根據(jù)所述母線電壓信號，對所述第一頻率分布特性曲線進行修正，得到第二頻率分布特性曲線；

53、頻率漂移跟蹤模塊，用于在所述變頻器的輸出頻率信號發(fā)生頻率漂移時，對所述輸出頻率信號的頻率漂移進行跟蹤，獲得頻率漂移規(guī)律；

54、波形畸變分析模塊，用于對所述輸出電壓信號進行電壓波形畸變分析，得到總諧波畸變率；

55、參數(shù)優(yōu)化模塊，用于根據(jù)所述總諧波畸變率和所述頻率漂移規(guī)律對濾波器進行參數(shù)優(yōu)化，使所述濾波器的第三頻率分布特性曲線與所述第二頻率分布特性曲線相匹配；

56、諧波抑制模塊，用于在下一個時間周期采用優(yōu)化后的濾波器對所述變頻器進行諧波抑制。

57、相對于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明實施例的一種變頻器的諧波控制方法及系統(tǒng)，通過獲取當前時間周期內(nèi)變頻器的輸出電壓信號和母線電壓信號；對所述輸出電壓信號進行頻譜分析，在頻域上構(gòu)建基波頻率與各次諧波頻率之間的第一頻率分布特性曲線；根據(jù)所述母線電壓信號，對所述第一頻率分布特性曲線進行修正，得到第二頻率分布特性曲線；在所述變頻器的輸出頻率信號發(fā)生頻率漂移時，對所述輸出頻率信號的頻率漂移進行跟蹤，獲得頻率漂移規(guī)律；對輸出電壓信號進行電壓波形畸變分析，得到總諧波畸變率；根據(jù)總諧波畸變率和頻率漂移規(guī)律對濾波器進行參數(shù)優(yōu)化，使濾波器的第三頻率分布特性與第二頻率分布特性相匹配；在下一個時間周期采用優(yōu)化后的濾波器進行變頻器諧波抑制。本發(fā)明能有效提升變頻器的諧波抑制效果，提升電網(wǎng)的供電質(zhì)量。