CN102981068A - 一种三相并网光伏逆变器的相序检测方法 - Google Patents

一种三相并网光伏逆变器的相序检测方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种三相并网光伏逆变器的相序检测方法，其特征在于a,设Uab,Ubc为采样的两相市电线电压，将Uab，Ubc进行Clarke变换得到Alpha，Beta；b,利用a中的Alpha，Beta计算出峰值PeakValue；c,利用a中的Alpha和b中的PeakValue计算出与Alpha同相位的正弦分量SinAlpha和超前SinAlpha90度的余弦分量CosAlpha；d,利用a中的Beta和b中的PeakValue计算出与Beta同相位的正弦分量SinBeta和超前SinBeta90度的余弦分量CosBeta；e,利用c,d中的SinAlpha，CosAlpha，SinBeta,CosBeta计算出PS_value。f,在设定时间内判断e中的计数器Pos_Num和计数器Neg_Num的大小，本发明通过在10个采样周期的时间判断三相电压的相序，缩短检测时间；并且不基于采样信号的过零点检测，提高了检测的可靠性。

Description

一种三相并网光伏逆变器的相序检测方法
技术领域
 本发明涉及光伏新能源技术领域，具体地说是一种三相并网光伏逆变器的相序检测方法。
背景技术
三相并网逆变器与电网连接时，可能出现电网相序与逆变器默认相序相反的现象，此时逆变器应停止运行并报警，或者改变逆变器自身相序与电网相序相同。因此三相并网光伏逆变器运行时需要相序检测功能。
目前相序检测方法主要是过零点检测，当检测信号在过零点有毛刺时，相序检测就会失效使相序检测的可靠性降低。
发明内容
本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种不基于过零点检测，且只需要检测两相线电压的三相并网光伏逆变器的相序检测方法。
本发明决其技术问题所采用的技术方案是：
一种三相并网光伏逆变器的相序检测方法，其特征在于方法步骤如下：
a, 设Uab,Ubc为采样的两相市电线电压，其中Uab为A相，Ubc为B相，A相和B相线电压通过变压器、运放电路和AD电路将信号送到DSP数字信号处理器中运算，将Uab，Ubc进行Clarke变换得到Alpha，Beta；
b, 利用a中的Alpha，Beta计算出峰值PeakValue；
c, 利用a中的Alpha和b中的PeakValue计算出与Alpha同相位的正弦分量SinAlpha和超前SinAlpha 90度的余弦分量CosAlpha；
d, 利用a中的Beta和b中的PeakValue计算出与Beta同相位的正弦分量SinBeta和超前SinBeta 90度的余弦分量CosBeta；
e, 利用c,d中的SinAlpha，CosAlpha，SinBeta, CosBeta计算出PS_value。若PS_value 大于零则计数器Pos_Num加1；若PS_value 小于零则计数器Neg_Num加1；
f, 在设定时间内判断e中的计数器Pos_Num和计数器Neg_Num的大小，若计数器Pos_Num大则并网相序为正序；若计数器Neg_Num大则并网相序为负序。
本发明中所述步骤a检测的电压并网相序若为正序时，Alpha超前Beta90度，并网相序若为负序时，Alpha滞后Beta 90度。
本发明中所述步骤b所述峰值PeakValue 的平方等于Alpha和Beta的平方和。
本发明中所述步骤c或d的余弦分量是由正弦分量求导数得出，即SinAlpha=Alpha/PeakValue，CosAlpha等于SinAlpha的导数，提取Alpha 的正弦分量和余弦分量，同理提取Beta的正弦分量SinBeta和余弦分量CosBeta。
本发明中所述步骤e所述的PS_value的计算公式为PS_value= SinAlpha * CosBeta - CosAlpha * SinBeta。
本发明中所述步骤f的设定时间为10个采样周期，以利于判断计数器Pos_Num和Neg_Num的大小，若计数器Pos_Num大则并网相序为正序，若计数器Neg_Num大则并网相序为负序。
本发明通过在10个采样周期的时间判断三相电压的相序，缩短检测时间；并且不基于采样信号的过零点检测，提高了检测的可靠性。
附图说明  
图1为三相电压波形图；
图2为不同相序下Alpha，Beta相位关系图；
图3为不同相序下SinAlpha，CosAlpha，SinBeta, CosBeta相位关系图；
图4为本发明实施的流程图。
附图标记：
具体实施方式
下面结合附图对本发明进一步说明：
如附图所示，1. 图1为三相电网电压信号，Uab,Ubc为其中的两相线电压，设Uab为A相，Ubc为B相。通过变压器、运放电路、AD电路将两相线电压信号送到DSP（数字信号处理器）中运算。
2. 将Uab,Ubc进行Clarke变换得到Alpha，Beta。若检测的电压为正序则Alpha超前Beta 90度；若检测的电压为负序则Alpha滞后Beta 90度，如图2所示。
3. 令PeakValue等于根号下Alpha和Beta的平方和，求出Alpha，Beta的峰值。
4. 令SinAlpha=Alpha/PeakValue，CosAlpha等于SinAlpha的导数，提取Alpha 的正弦分量和余弦分量，同理提取Beta的正弦分量SinBeta和余弦分量CosBeta。若检测的电压为正序则CosAlpha和SinBeta同相位, SinAlpha超前CosAlpha 90度，CosBeta滞后SinBeta 90度；若检测的电压为负序则CosBeta和SinAlpha同相位, SinBeta超前CosBeta 90度，CosAlpha滞后SinAlpha 90度，如图3所示。
5. 令PS_value = SinAlpha * CosBeta - CosAlpha * SinBeta，若检测的电压为正序则PS_value大于零；若检测的电压为负序则PS_value小于零。每次采样计算后若PS_value 大于零则计数器Pos_Num加1；若PS_value 小于零则计数器Neg_Num加1。
6. 在设定时间（如10个采样周期）判断Pos_Num，Neg_Num大小。若Pos_Num大则并网相序为正序；若Neg_Num大则并网相序为负序。

Claims (6)

1.一种三相并网光伏逆变器的相序检测方法，其特征在于方法步骤如下：
a, 设Uab,Ubc为采样的两相市电线电压，其中Uab为A相，Ubc为B相，A相和B相线电压通过变压器、运放电路和AD电路将信号送到DSP数字信号处理器中运算，将Uab，Ubc进行Clarke变换得到Alpha，Beta；
b, 利用a中的Alpha，Beta计算出峰值PeakValue；
c, 利用a中的Alpha和b中的PeakValue计算出与Alpha同相位的正弦分量SinAlpha和超前SinAlpha 90度的余弦分量CosAlpha；
d, 利用a中的Beta和b中的PeakValue计算出与Beta同相位的正弦分量SinBeta和超前SinBeta 90度的余弦分量CosBeta；
e, 利用c,d中的SinAlpha，CosAlpha，SinBeta, CosBeta计算出PS_value，当PS_value 大于零则计数器Pos_Num加1；当PS_value 小于零则计数器Neg_Num加1；
f, 在设定时间内判断e中的计数器Pos_Num和计数器Neg_Num的大小，当计数器Pos_Num大则并网相序为正序；当计数器Neg_Num大则并网相序为负序。
2.根据权利要求1所述的一种三相并网光伏逆变器的相序检测方法，其特征在于所述步骤a检测的电压并网相序为正序时，Alpha超前Beta90度，或者，并网相序为负序时，Alpha滞后Beta 90度。
3.根据权利要求1所述的一种三相并网光伏逆变器的相序检测方法，其特征在于步骤b所述峰值PeakValue 的平方等于Alpha和Beta的平方和。
4.根据权利要求1所述的一种三相并网光伏逆变器的相序检测方法，其特征在于所述步骤c或d的余弦分量是由正弦分量求导数得出，即SinAlpha=Alpha/PeakValue，CosAlpha等于SinAlpha的导数，提取Alpha 的正弦分量和余弦分量，同理提取Beta的正弦分量SinBeta和余弦分量CosBeta。
5.根据权利要求1所述的一种三相并网光伏逆变器的相序检测方法，其特征在于所述步骤e所述的PS_value的计算公式为PS_value= SinAlpha * CosBeta - CosAlpha * SinBeta。
6.根据权利要求1所述的一种三相并网光伏逆变器的相序检测方法，其特征在于所述步骤f的设定时间为10个采样周期，计数器Pos_Num大则并网相序为正序，或者，计数器Neg_Num大则并网相序为负序。
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