一種電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置直流電壓波動(dòng)抑制的方法和系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置直流電壓調(diào)節(jié)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電能質(zhì)量調(diào) 節(jié)裝置直流電壓波動(dòng)抑制的方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置通常由串聯(lián)型電壓源逆變器和并聯(lián)型電壓源逆變器通過 公共直流母線結(jié)合而成，其安裝在用戶側(cè)的諧波負(fù)載附近，可以同時(shí)對電壓和電流進(jìn)行補(bǔ) 償。串聯(lián)型電壓源逆變器起到動(dòng)態(tài)電壓補(bǔ)償器的作用，可抑制電壓波動(dòng)，補(bǔ)償電源電壓諧 波，消除配電系統(tǒng)中經(jīng)常發(fā)生的電壓暫升或電壓暫降問題，提高裝置的阻尼；并聯(lián)型電壓源 逆變器起到有源電力濾波器的作用，可濾除負(fù)載諧波電流，補(bǔ)償負(fù)載無功功率
[0003] 如圖1所示，在統(tǒng)一電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置直流環(huán)節(jié)示意圖中，直流極電容Cdc通過雙 向直流控制電路連接到超級電容，以實(shí)現(xiàn)能量的雙向傳輸。當(dāng)該裝置處于電壓補(bǔ)償、無功補(bǔ) 償或諧波抑制運(yùn)行狀態(tài)時(shí)，直流極電容C De電壓需保持穩(wěn)定，以便直流側(cè)電壓在逆變后，通 過變流器輸出的正弦波幅值不受影響，獲得規(guī)則的波形，但由于左側(cè)的串聯(lián)型電壓源逆變 器或右側(cè)的并聯(lián)型電壓源逆變器通常會(huì)給直流極電容c De所在的直流側(cè)注入諧波電流，該 諧波電流會(huì)對直流極電容CDe進(jìn)行充放電，導(dǎo)致直流極電容C De電壓難以保持穩(wěn)定且呈現(xiàn)波 動(dòng)特點(diǎn)，進(jìn)一步影響到直流側(cè)電壓在逆變后，通過變流器輸出的正弦波幅值的不規(guī)則性。
[0004] 鑒于直流極電容CDe電壓的波動(dòng)不利于獲得高質(zhì)量輸出波形的特征，在現(xiàn)有技術(shù) 中，通常采用以下兩種方法進(jìn)行減小或消除上述不利影響：一、增大直流環(huán)節(jié)的濾波電容， 增強(qiáng)抑制直流電壓波動(dòng)能力，減小直流電壓波動(dòng)；二、檢測出直流側(cè)諧波電流，通過控制器 產(chǎn)生補(bǔ)償電流，抵消諧波電流，減小直流極電容電壓C De波動(dòng)。但是，上述兩種方法都有自身 局限性，難以完全消除電壓波動(dòng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明實(shí)施例所要解決的技術(shù)問題在于，提供一種電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置直流電壓波 動(dòng)抑制的方法和系統(tǒng)，能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的局限性，更有效的降低直流電壓波動(dòng)，獲得高質(zhì) 量的正弦波波形。
[0006] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置直流電壓波 動(dòng)抑制的方法，其在包括串聯(lián)側(cè)逆變器、并聯(lián)側(cè)逆變器和直流極電容的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置 上實(shí)現(xiàn)，所述方法包括：
[0007] a、獲取所述直流極電容的電壓波形；其中，所述電壓波形可分解成直流電壓分量、 諧波電壓分量和總畸變分量；所述直流電壓分量對應(yīng)的值為一固定值；
[0008] b、模擬所述電壓波形被調(diào)制后的正弦波波形，篩選出所述模擬后的正弦波波形中 幅值不滿足預(yù)設(shè)條件的N個(gè)時(shí)刻，并進(jìn)一步根據(jù)所述得到的N個(gè)時(shí)刻，確定所述電壓波形中 直流電壓分量在所述N個(gè)時(shí)刻分別對應(yīng)的脈沖寬度；其中，N為自然數(shù)；
[0009] c、根據(jù)預(yù)設(shè)的采樣數(shù)對所述電壓波形中諧波電壓分量在所述N個(gè)時(shí)刻分別對應(yīng) 的諧波電壓進(jìn)行檢測，得到所述N個(gè)時(shí)刻上各采樣數(shù)分別對應(yīng)于所述諧波電壓分量的值， 并根據(jù)所述得到的N個(gè)時(shí)刻上各采樣數(shù)分別對應(yīng)諧波電壓分量的值及所述直流電壓分量 對應(yīng)的固定值，得到所述N個(gè)時(shí)刻上各采樣數(shù)分別對應(yīng)的諧波系數(shù)及由同一時(shí)刻上各采樣 次數(shù)對應(yīng)的諧波系數(shù)累加后的總諧波系數(shù)；
[0010] d、分別計(jì)算出所述每一時(shí)刻上總諧波系數(shù)與其對應(yīng)于直流電壓分量的脈沖寬度 之間的乘積，并進(jìn)一步待在所述電壓波形中，修訂所述每一時(shí)刻上直流電壓分量的脈沖寬 度分別為相對應(yīng)的乘積后，將所述修訂后的電壓波形調(diào)制成正弦波輸出。
[0011] 其中，所述步驟C的具體步驟包括：
[0012] 根據(jù)所述電壓波形，確定所述諧波電壓分量在所述N個(gè)時(shí)刻分別對應(yīng)的諧波電 壓，并根據(jù)預(yù)設(shè)的采樣數(shù)，分別對每一時(shí)刻的諧波電壓進(jìn)行檢測，得到每一時(shí)刻上各采樣數(shù) 分別對應(yīng)于所述諧波電壓分量的值；
[0013] 對于所述N個(gè)時(shí)刻，依次計(jì)算出同一時(shí)刻上各采樣數(shù)對應(yīng)諧波電壓分量的值分別 與所述直流電壓分量的固定值的商，且將同一時(shí)刻上計(jì)算出的商分別作為對應(yīng)采樣數(shù)的諧 波系數(shù)，并進(jìn)一步累加同一時(shí)刻上的諧波系數(shù)為總諧波系數(shù)，得到N個(gè)總諧波系數(shù)。
[0014] 其中，所述電壓波形表示為
其中，v(t)為所述 電壓波形，V。為所述直流電壓分量，Sin(ZKOHH)為所述諧波電壓分量，n為諧波序列，P 為檢測最高階諧波次數(shù)，A為諧波初相位，\為波動(dòng)影響較低的所述總畸變分量。
[0015] 其中，所述預(yù)設(shè)的采樣數(shù)為10, ρ多10。
[0016] 其中，所述諧波電壓通過外部電壓檢測設(shè)備直接獲??；或
[0017] 通過外部電流檢測設(shè)備獲取所述直流極電容的電流變化值，并根據(jù)公式
計(jì)算獲得；其中，u為所述諧波電壓，c為所述直流極電容的電容值，i為所述直流 極電容的電流變化值。
[0018] 本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置直流電壓波動(dòng)抑制的系統(tǒng)，其在 包括串聯(lián)側(cè)逆變器、并聯(lián)側(cè)逆變器和直流極電容的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置上實(shí)現(xiàn)，所述系統(tǒng)包 括：
[0019] 獲取單元，用于獲取所述直流極電容的電壓波形；其中，所述電壓波形可分解成直 流電壓分量、諧波電壓分量和總畸變分量；所述直流電壓分量對應(yīng)的值為一固定值；
[0020] 篩選單元，用于模擬所述電壓波形被調(diào)制后的正弦波波形，篩選出所述模擬后的 正弦波波形中幅值不滿足預(yù)設(shè)條件的N個(gè)時(shí)刻，并進(jìn)一步根據(jù)所述得到的N個(gè)時(shí)刻，確定所 述電壓波形中直流電壓分量在所述N個(gè)時(shí)刻分別對應(yīng)的脈沖寬度；其中，N為自然數(shù)；
[0021] 諧波系數(shù)確定單元，用于根據(jù)預(yù)設(shè)的采樣數(shù)對所述電壓波形中諧波電壓分量在所 述N個(gè)時(shí)刻分別對應(yīng)的諧波電壓進(jìn)行檢測，得到所述N個(gè)時(shí)刻上各采樣數(shù)分別對應(yīng)于所述 諧波電壓分量的值，并根據(jù)所述得到的N個(gè)時(shí)刻上各采樣數(shù)分別對應(yīng)諧波電壓分量的值及 所述直流電壓分量對應(yīng)的固定值，得到所述N個(gè)時(shí)刻上各采樣數(shù)分別對應(yīng)的諧波系數(shù)及由 同一時(shí)刻上各采樣次數(shù)對應(yīng)的諧波系數(shù)累加后的總諧波系數(shù)；
[0022] 電壓波形修訂單元，用于分別計(jì)算出所述每一時(shí)刻上總諧波系數(shù)與其對應(yīng)于直流 電壓分量的脈沖寬度之間的乘積，并進(jìn)一步待在所述電壓波形中，修訂所述每一時(shí)刻上直 流電壓分量的脈沖寬度分別為相對應(yīng)的乘積后，將所述修訂后的電壓波形調(diào)制成正弦波輸 出。
[0023] 其中，所述諧波系數(shù)確定單元包括：
[0024] 諧波電壓檢測模塊，用于根據(jù)所述電壓波形，確定所述諧波電壓分量在所述N個(gè) 時(shí)刻分別對應(yīng)的諧波電壓，并根據(jù)預(yù)設(shè)的采樣數(shù)，分別對每一時(shí)刻的諧波電壓進(jìn)行檢測，得 到每一時(shí)刻上各采樣數(shù)分別對應(yīng)于所述諧波電壓分量的值；
[0025] 諧波系數(shù)確定模塊，用于對于所述N個(gè)時(shí)刻，依次計(jì)算出同一時(shí)刻上各采樣數(shù)對 應(yīng)諧波電壓分量的值分別與所述直流電壓分量的固定值的商，且將同一時(shí)刻上計(jì)算出的商 分別作為對應(yīng)采樣數(shù)的諧波系數(shù)，并進(jìn)一步累加同一時(shí)刻上的諧波系數(shù)為總諧波系數(shù)，得 到N個(gè)總諧波系數(shù)。
[0026] 其中，所述電壓波形表示為
為所述電 壓波形，V。為所述直流電壓分量，
為所述諧波電壓分量，η為諧波序列，p為 檢測最高階諧波次數(shù)，％為諧波初相位，\為波動(dòng)影響較低的所述總畸變分量。
[0027] 實(shí)施本發(fā)明實(shí)施例，具有如下有益效果：
[0028] 在本發(fā)明實(shí)施例中，由于提出了基于總諧波系數(shù)的脈寬調(diào)制改善方法，通過脈沖 寬度的改變，對沖諧波電壓帶來的不利影響，從而能夠克服現(xiàn)有技術(shù)的局限性，更有效的降 低直流電壓波動(dòng)，獲得了質(zhì)量更優(yōu)的正弦波波形。
【附圖說明】
[0029] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)性的前提下，根據(jù) 這些附圖獲得其他的附圖仍屬于本發(fā)明的范疇。
[0030] 圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置的邏輯系統(tǒng)框圖；
[0031] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種電能質(zhì)量調(diào)節(jié)裝置直流電壓波動(dòng)抑制的方法的