流程圖;
[0032] 圖3為本發(fā)明實施例提供的一種電能質量調節(jié)裝置直流電壓波動抑制的方法的 應用場景不意圖;
[0033] 圖4為本發(fā)明實施例提供的一種電能質量調節(jié)裝置直流電壓波動抑制的系統(tǒng)的 結構示意圖。
【具體實施方式】
[0034] 為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚,下面將結合附圖對本發(fā)明作進一 步地詳細描述。
[0035] 如圖2所示,為本發(fā)明實施例中,提供的一種電能質量調節(jié)裝置直流電壓波動抑 制的方法,其在包括串聯側逆變器、并聯側逆變器和直流極電容的電能質量調節(jié)裝置上實 現,所述方法包括:
[0036] 步驟S1、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的值為一固定值;
[0037] 具體過程為,確定直流極電容的電壓波形V (t),該電壓波形V (t)可分解成直流電 壓分量、諧波電壓分量和總畸變分量,具體展開如下公式(1):
[0039] 其中,V(t)為電壓波形,V。為直流電壓分量,即直流極電容電壓目標值,可為一固 定值;
為諧波電壓分量;η為諧波序列;p為檢測最高階諧波次數;%為諧波 初相位;V^為波動影響較低的總畸變分量。
[0040] 步驟S2、模擬所述電壓波形被調制后的正弦波波形,篩選出所述模擬后的正弦波 波形中幅值不滿足預設條件的N個時刻,并進一步根據所述得到的N個時刻,確定所述電壓 波形中直流電壓分量在所述N個時刻分別對應的脈沖寬度;其中,N為自然數;
[0041] 具體過程為,由于直流側電壓每一個諧波分量都會對脈沖的高度產生影響,有影 響較大的諧波分量,也有不同諧波分量的影響相互抵消的情形和相互加強的情形,因此為 了確定諧波電壓對直流極電容的電壓波形的影響,需要先通過電壓波形模擬出被調制后的 正弦波波形,并與正常的正弦波進行比較,從而找到諧波電壓引起的畸變時刻,并進一步消 除。
[0042] 鑒于畸變時刻模擬出被調制后的正弦波波形的脈沖高度(即幅值)已經被影響, 因此可以調整畸變時刻直流電壓分量的脈沖寬度,以確保脈沖的面積一致,從而修正正弦 波在畸變時刻的輸出波形。
[0043] 在本發(fā)明實施例中,可通過篩選模擬的輸出正弦波波形的脈沖高度(即幅值)來 確定畸變時刻,即篩選出模擬后的正弦波波形中幅值不滿足預設條件的N個時刻,同時為 了調整畸變時刻直流電壓分量的脈沖寬度,達到修正輸出正弦波的目的,因此需要確定電 壓波形中直流電壓分量在N個時刻分別對應的脈沖寬度,以便進行波形一一修復;N為自然 數。
[0044] 步驟S3、根據預設的采樣數對所述電壓波形中諧波電壓分量在所述N個時刻分別 對應的諧波電壓進行檢測,得到所述N個時刻上各采樣數分別對應于所述諧波電壓分量的 值,并根據所述得到的N個時刻上各采樣數分別對應諧波電壓分量的值及所述直流電壓分 量對應的固定值,得到所述N個時刻上各采樣數分別對應的諧波系數及由同一時刻上各采 樣次數對應的諧波系數累加后的總諧波系數;
[0045] 具體過程為,根據電壓波形,確定諧波電壓分量在N個時刻分別對應的諧波電壓, 并根據預設的采樣數,分別對每一時刻的諧波電壓進行檢測,得到每一時刻上各采樣數分 別對應于諧波電壓分量的值;
[0046] 對于N個時刻,依次計算出同一時刻上各采樣數對應諧波電壓分量的值分別與直 流電壓分量的固定值的商,且將同一時刻上計算出的商分別作為對應采樣數的諧波系數, 并進一步累加同一時刻上的諧波系數為總諧波系數,得到N個總諧波系數。
[0047] 應當說明的是,諧波電壓的檢測有兩種方法:一、通過外部電壓檢測設備直接獲 ?。欢?、通過外部電流檢測設備獲取直流極電容的電流變化值,并根據公式(2)計算獲得:
[0049] 其中,u為諧波電壓,c為直流極電容的電容值,i為直流極電容的電流變化值。
[0050] 作為一個例子,根據周期信號的頻譜特性,諧波次數越高,諧波分量越小。因此,可 以采樣有限次數諧波分量。
[0051] 考慮一個時刻(即畸變時刻)k,k = 1,2. . .m,其中,m為脈沖周期總時間;
[0052] 預設的采樣數M = 10,則采樣10次諧波作為一組對象,為每一個諧波加一個系數, 以表示對調制脈沖寬度的影響。根據公式(3),得到該時刻k上每一采樣數對應的諧波系數 β ik:
[0054] 其中,i為10,因此可推導出在本實施例中檢測最高階諧波次數p多10 ;
[0055] 并根據計算出的每一采樣數對應的諧波系數β lk,把所有10個系數累積起來,得 出時刻k的總諧波系數β k,即
[0056] 步驟S4、分別計算出所述每一時刻上總諧波系數與其對應于直流電壓分量的脈沖 寬度之間的乘積,并進一步待在所述電壓波形中,修訂所述每一時刻上直流電壓分量的脈 沖寬度分別為相對應的乘積后,將所述修訂后的電壓波形調制成正弦波輸出。
[0057] 具體過程為,設定時刻k直流電壓分量的脈沖寬度TcinGO,則在時刻k諧波系數 補償后的脈沖寬度Τ'=,即k時刻總諧波系數β k與其對應于直流電壓分量的脈沖寬度之間 Tcin (k)的乘積,并在電壓波形中,修訂k時刻上直流電壓分量的脈沖寬度Tcin (k)為相對應的 乘積巧。依次類推,將所有的N個時刻的直流電壓分量的脈沖寬度均修訂為相對應的乘積 (即諧波系數補償后的脈沖寬度),待N個時刻都補償完成后,將電壓波形調制成正弦波輸 出,從而能夠克服現有技術的局限性,更有效的降低直流電壓波動,獲得了質量更優(yōu)的正弦 波波形。
[0058] 當然,為了進一步獲取更合理的高質量正弦波波形,可以對N個時刻諧波系數補 償后的脈沖寬度賦予加權系數進行變化處理,
[0059] 如圖3所示,為本發(fā)明實施例中的一種電能質量調節(jié)裝置直流電壓波動抑制的方 法的應用場景圖,圖中,方波a為電壓波形的直流電壓分量的波形,正弦波b為電壓波形調 制后的輸出波形,為了避免正弦波b的幅值出現不規(guī)律波動,將方波a的k時刻脈沖寬度T cin 修訂為使得方波a轉變成方波Y,從而使得正弦波b呈規(guī)律性輸出。
[0060] 對本發(fā)明實施例中的一種電能質量調節(jié)裝置直流電壓波動抑制的方法的應用場 景,以串聯側電壓跌落為例,做進一步說明:
[0061] 1、系統(tǒng)檢測到電網電壓跌落,為便于分析,假定幅值跌落15%。
[0062] 2、串聯側逆變裝置立即響應,進入電壓補償運行狀態(tài)。
[0063] 3、系統(tǒng)上電后,直流側電壓諧波檢測一直在進行。串聯側逆變裝置依據15%的補 償需求,計算出直流穩(wěn)壓狀態(tài)下的脈寬調制規(guī)律,并加入基于總諧波系數的二次補償規(guī)律, 輸出相應的脈沖。
[0064] 4、電壓跌落補償后,電網電壓正常。
[0065] 如圖4所示,為本發(fā)明實施例中,提供的一種電能質量調節(jié)裝置直流電壓波動抑 制的系統(tǒng),其在包括串聯側逆變器、并聯側逆變器和直流極電容的電能質量調節(jié)裝置上實 現,所述系統(tǒng)包括:
[0066] 獲取單元410,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的值為一固定值;
[0067] 篩選單元420,用于模擬所述電壓波形被調制后的正弦波波形,篩選出所述模擬后 的正弦波波形中幅值不滿足預設條件的N個時刻,并進一步根據所述得到的N個時刻,確定 所述電壓波形中直流電壓分量在所述N個時刻分別對應的脈沖寬度;其中,N為自然數;
[0068] 諧波系數確定單元430,用于根據預設的采樣數對所述電壓波形中諧波電壓分量 在所述N個時刻分別對應的諧波電壓進行檢測,得到所述N個時刻上各采樣數分別對應于 所述諧波電壓分量的值,并根據所述得到的N個時刻上各采樣數分別對應諧波電壓分量的 值及所述直流電壓分量對應的固定值,得到所述N個時刻上各采樣數分別對應的諧波系數 及由同一時刻上各采樣次數對應的諧波系數累加后的總諧波系數;
[0069] 電壓波形修訂單元440,用于分別計算出所述每一時刻上總諧波系數與其對應于 直流電壓分量的脈沖寬