CN102778599B

CN102778599B - 一种太阳能板单相电压实时检测方法

Info

Publication number: CN102778599B
Application number: CN201210236930.8A
Authority: CN
Inventors: 张卫东
Original assignee: SUZHOU ZHANGYANG ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Current assignee: SUZHOU ZHANGYANG ENERGY TECHNOLOGY Co Ltd
Priority date: 2012-07-10
Filing date: 2012-07-10
Publication date: 2014-11-26
Anticipated expiration: 2032-07-10
Also published as: CN102778599A

Abstract

本发明公开了一种太阳能板单相电压实时检测方法，即利用该单相电压，构造出不对称的三相电压，运用基于瞬时无功功率理论的计算方法，即可实时检测出该单相电压的有效值。和现有技术相比，该检测方法具有较高的动态响应速度，通过实时检测出电源输出电压信号，增强了电压反馈控制的动态响应速度，提高了电压控制的稳定性和精度。

Description

一种太阳能板单相电压实时检测方法

技术领域

本发明涉及一种电压实时检测技术，尤其是一种用于太阳能接收板上的单相电压的实时检测方法。

背景技术

目前，太阳能被广泛运用，原因就在于太阳能的节能降能耗的效果。但是利用太阳能的一个主要弊端就在于太阳能电板上的电流很多时候处于不稳定的状态，这样就需要对太阳能板上进行实时的电流监控。在这个过程中，对导电辊电压控制显得尤为重要，如果电压控制不当，容易引起欠软熔、过烧，甚至直接烧断。

实际应用中，因为电板上的电压波动的必然存在，势必会造成装置电压的波动。为此，必须实时监测输出电压的情况。由于加热电源为单相电源，因此常规的电压检测通常存在两种方法：

第一种方法：采用方均根的有效值计算方法，该算法需要一个周波的累积计算，才能正确反映检测电压信号的变化情况，不能实时检测，有一定的滞后性。

第二种方法：利用此单相电压构造对称的三相电压，然后利用基于瞬时无功功率理论的实时检测方法求取电压有效值，该算法看似利用了瞬时无功功率理论而具有较快的响应速度，但实际上在构造三相电压时存在了至少90°的延时，因此，实际上对动态响应速度并没有太大改善。

如果电压波动幅度大，速度快，采用上述两种检测方法，都会因为响应速度慢，会造成加热电源输出电压的震荡。因此亟需一种新的单相电压的实时检测方法来满足实际生产中的工艺需要。

发明内容

发明目的：本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种新的单相电压的实时检测方法。

技术方案：为了实现上述发明目的，本发明所采用的技术方案为：一种太阳能板单相电压实时检测方法，利用需要检测的单相电压构造不对称的三相电压，通过dq0坐标求取电源输出电压有效值，包括以下步骤：

(1)、检测交流侧输出电压瞬时值，构造三相不对称电压；

(2)、将(1)中的三相电压从abc坐标系变换到dq0坐标系中；

(3)、将变换后dq0坐标系中的电压通过低通滤波器，滤除交流分量，获得直流分量u_d ⁺、u_q ⁺，所述直流分量对应三相电压基波正序分量；

(4)、按照下式求取电源输出电压有效值：

U = \sqrt{\frac{2}{3}} \sqrt{{(u_{d}^{+})}^{2} + {(u_{q}^{+})}^{2}};

(5)重复以上步骤，即可实时检测出镀锡软熔加热中输出电压有效值。

其次，在利用单相电压构造出不对称的三相电压后，运用基于瞬时无功功率理论的信号检测方法，实时检测出所述单相电压的有效值。

有益效果：本发明与现有技术相比，其有益效果是：1、具有较高的动态响应速度；

2、通过实时检测出电源输出电压信号，提高了电压控制的稳定性和精度。

附图说明

图1运用对称分量法求取三相电压正序分量的向量图；

图2基于dq0同步坐标变换的三相电压正序分量检测原理框图。

具体实施方式

下面结合附图，通过一个最佳实施例，对本发明技术方案进行详细说明，但是本发明的保护范围不局限于所述实施例。

如图所示，一种单相电压实时检测方法，利用此单相电压，构造不对称的三相电压，再运用基于瞬时无功功率理论的信号检测方法，实时计算出该单相电压的有效值。具体步骤如下：

高压中频电源装置采用级联H桥型多电平结构，因此，装置输出电压中仅包含极少数高频谐波分量。这里，忽略此高频谐波分量，设输出电压u为：

构造不对称三相电压：

\{\begin{matrix} u_{a} = \sqrt{2} U \sin ωt \\ u_{b} = - \sqrt{2} U \sin ωt \\ u_{c} = 0 \end{matrix} - - - (2)

根据式(2)，另设三相电压向量为：U_a＝U∠0°，U_b＝U∠180°，U_c＝0，如图1所示三相电压正序分量的向量分布，根据对称分量法，即可求得三相电压U_a、U_b、U_c的正序分量：

即：

U = \sqrt{3} U^{+} - - - (3)

利用本方法检测实时电压继而转化为对U⁺的求取，对于U⁺的求取有许多方法，本发明提供一种计算方式，即运用基于瞬时无功功率理论的信号检测方法求取U⁺，下面简单介绍U⁺的求取过程：

运用dq0坐标变换，将三相电压从abc坐标系变换到dq0坐标系中，变换后dq0坐标系中的电压分量假设如下：

[\begin{matrix} u_{d} \\ u_{q} \end{matrix}] = [\begin{matrix} u_{d}^{+} \\ u_{q}^{+} \end{matrix}] + [\begin{matrix} u_{d}^{-} \\ u_{q} \end{matrix}] - - - (4)

其中：

如图2所示，运用低通滤波器LPF滤除由负序分量形成的交流分量，即可得基波正序分量。变化可得

U^{+} = \frac{\sqrt{2}}{3} \sqrt{{(u_{d}^{+})}^{2} + {(u_{q}^{+})}^{2}} - - - (7)

结合式(3)，即可得电源输出电压有效值。根据上述方法，即可实时检测出单相电源的交流侧输出电压有效值。

Claims

1.一种太阳能板单相电压实时检测方法，其特征在于：利用需要检测的单相电压构造不对称的三相电压，通过dq0坐标求取电源输出电压有效值，包括以下步骤：

（1）、检测加热电源的交流侧输出电压瞬时值，构造三相不对称电压；

（2）、将（1）中的三相电压从abc坐标系变换到dq0坐标系中；

（3）、将变换后dq0坐标系中的电压通过低通滤波器，滤除交流分量，获得直流分量u_d ⁺、 u_q ⁺，所述直流分量对应三相电压基波正序分量；

按照下式求取电源输出电压有效值：

（4）、重复以上步骤，即可实时检测出电源输出的电压有效值。

2.根据权利要求1所述的一种太阳能板单相电压实时检测方法，其特征在于：构造不对称的三相电压后，运用基于瞬时无功功率理论的信号检测方法，实时检测出所述单相电压的有效值。