CN106972514B - 三相四线不平衡治理设备死区补偿方法、装置及系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种三相四线不平衡治理设备死区补偿方法、装置及系统，所述死区补偿方法通过获取三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流以及配电网的瞬时电压，选择预设死区补偿方案，再根据所选择的预设死区补偿方案，调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间。本申请可以补偿治理设备在死区时间所产生的电流谐波，同时也保证互补开通开关管之间的死区时间仍然存在，使得设备运行的安全性和可靠性不受死区补偿算法的影响。

Description

三相四线不平衡治理设备死区补偿方法、装置及系统

技术领域

本申请涉及配电网负载不平衡治理技术领域，尤其涉及一种三相四线不平衡治理设备死区补偿方法、装置及系统。

背景技术

在三相四线输电配电网络中，由于用电户多为单相负荷或单相和三相负荷混用，并且负荷大小以及用电时间的不同，会导致配电网出现负载电流不平衡和负载电流谐波的问题，不仅影响到用电设备的工作，而且会危及配电网络的安全。

为了解决上述问题，在实际配电过程中，常通过一种基于全控型器件的治理设备，对配电网络中的不平衡负载电流和谐波电流进行补偿，避免配电网络中产生较大的电流冲击，从而提高电能质量。一般治理设备采用二极管钳位三电平电路，通过脉冲宽度调制(PWM)控制各开关器件(晶体管)的开通时间，实现对电流的补偿。如图1所示，二极管钳位三电平电路一般包括上、下两个桥臂，其中，上桥臂钳位二极管D5和下桥臂钳位二极管D6组成钳位，将上桥臂上的上桥臂外管S1、上桥臂内管S2，以及下桥臂上的下桥臂内管S3、下桥臂外管S4连接在一个公共端上，每一个开关管都相应并联一个二极管，如：上桥臂外管S1并联二极管D1，实现对配电网进行补偿。整个电路的输出电平包括+Udc，0，-Udc三种，其输出电流方向则分为流入治理设备和流出治理设备两种,根据输出电平和电流的不同，治理设备具有6种工作模态(模态A～模态F)，根据配电网电压和补偿电流极性，对应四种模态转换方式。

在治理设备中，开关器件需要在较高的开关频率下运行，且同一相桥臂内的开关器件需要设置死区时间来保证设备安全。死区时间是为了避免同一桥臂的上下管，因开关速度问题发生同时开通而设置的一个保护时段。但死区时间会导致治理设备输出额外的电流谐波，这种电流谐波会流入配电网中，影响装置的补偿效果。

发明内容

本申请提供了一种三相四线不平衡治理设备的死区补偿方法，以解决三相不平衡治理设备中设置的死区时间影响到补偿效果的问题。

本申请提供的三相四线不平衡治理设备死区补偿方法，包括：

获取三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流以及配电网的瞬时电压；

根据三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流及配电网的瞬时电压，选择预设死区补偿方案；

根据所选择的预设死区补偿方案，调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间。其中，根据所述瞬时补偿电流及所述瞬时电压，选择预设死区补偿方案步骤中，所述预设死区补偿方案包括以下方式：

如果所述瞬时电压大于0，所述瞬时补偿电流为流出所述治理设备，则上桥臂外管正常开通和关断，下桥臂内管延迟开通，提前关断；

如果所述瞬时电压大于0，所述瞬时补偿电流为流入所述治理设备，则上桥臂外管延迟开通，提前关断，下桥臂内管正常开通和关断；

如果所述瞬时电压小于0，所述瞬时补偿电流为流出所述治理设备，则上桥臂内管正常开通和关断，下桥臂外管延迟开通，提前关断；

如果所述瞬时电压小于0，所述瞬时补偿电流为流入所述治理设备，则上桥臂内管延迟开通，提前关断，下桥臂外管正常开通和关断。

可选的，根据所选择的预设死区补偿方案，调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间包括：

根据所选择的预设死区补偿方案，生成补偿载波信号，所述补偿载波信号超前正常载波信号一个死区时间的时值；

判断所述瞬时补偿电流及所述瞬时电压的极性；

根据所述瞬时补偿电流及所述瞬时电压的极性选择合适的载波信号进行比较；

根据调制波信号与正常载波信号或所述补偿载波信号的比较结果，生成死区补偿的驱动信号；

根据驱动信号，调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间。

其中，根据所述瞬时补偿电流及所述瞬时电压的极性选择合适的载波进行比较的步骤中，载波信号的选择方案包括以下方式：

如果所述瞬时电压大于0，所述瞬时补偿电流为流出所述治理设备，则上桥臂外管关断时刻由调制波信号与正常载波信号比较，保证上桥臂外管正常关断，下桥臂内管延迟开通，而下桥臂内管关断时刻由调制波信号和补偿载波信号比较，保证下桥臂内管提前关断，上桥臂外管正常开通；

如果所述瞬时电压大于0，所述瞬时补偿电流为流入所述治理设备，则下桥臂内管关断时刻由调制波信号与正常载波信号比较，保证下桥臂内管正常关断，上桥臂外管延迟开通，而上桥臂外管关断时刻由调制波信号和补偿载波信号比较，保证上桥臂外管提前关断，下桥臂内管正常开通；

如果所述瞬时电压小于0，所述瞬时补偿电流为流出所述治理设备，则上桥臂内管关断时刻由调制波信号与正常载波信号比较，保证上桥臂内管正常关断，下桥臂外管延迟开通，而下桥臂外管关断时刻由调制波信号和补偿载波信号比较，保证下桥臂外管提前关断，上桥臂内管正常开通；

如果所述瞬时电压小于0，所述瞬时补偿电流为流入所述治理设备，则下桥臂外管关断时刻由调制波信号与正常载波信号比较，保证下桥臂外管正常关断，上桥臂内管延迟开通，而上桥臂内管关断时刻由调制波信号和补偿载波信号比较，保证上桥臂内管提前关断，下桥臂外管正常开通。

本申请提供的三相四线不平衡治理设备死区补偿装置，包括：获取单元，选择单元和调整单元。其中，获取单元，用于获取三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流以及配电网的瞬时电压；选择单元，用于根据三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流及配电网的瞬时电压，选择预设死区补偿方案；调整单元，用于根据所选择的预设死区补偿方案，调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间。

可选的，所述调整单元包括：信号生成单元，极性判断单元，载波选择单元，驱动信号单元以及执行单元。其中，信号生成单元，用于根据所选择的预设死区补偿方案，生成补偿载波信号，所述补偿载波信号超前正常载波信号一个死区时间的时值；极性判断单元，用于判断所述瞬时补偿电流及所述瞬时电压的极性；载波选择单元，用于根据所述瞬时补偿电流及所述瞬时电压的极性选择合适的载波进行比较；驱动信号单元，用于根据调制波信号与正常载波信号或所述补偿载波信号的比较结果，生成死区补偿的驱动信号；执行单元，用于根据驱动信号，调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间。

本申请提供的三相四线不平衡治理设备死区补偿系统，包括电流检测器、电压检测器、控制器和驱动器；

其中，所述控制器包括：

获取单元，用于借助所述电流检测器获取三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流，借助所述电压检测器获取配电网的瞬时电压；

选择单元，用于根据所述治理设备的瞬时补偿电流及配电网的瞬时电压，选择预设死区补偿方案；

调整单元，用于根据所选择的死区补偿方案，指令所述驱动器调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间。

本申请提供的三相四线不平衡治理设备死区补偿方法、装置及系统，在实际应用中，首先获取所述治理装置的瞬时电流和配电网的瞬时电压，并根据所获取的瞬时电流和电压的极性选择对应的预设补偿方案，再通过调整所述治理设备中各开关管的开通和关断时间，对死区时间中产生的电流谐波进行补偿。本申请提供的死区补偿方法按照预设的死区补偿方案，及实际工作中对应的开关管通断规律，补偿死区时间所产生的电流谐波的同时，保证上下桥互补导通的开关管之间死区时间仍然存在，使设备运行的安全性和可靠性不受死区补偿算法的影响。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为二极管钳位三电平电路结构示意图；

图2为死区补偿方法的流程图；

图3为第一种方案的运行模态转换示意图；

图4为第二种方案的运行模态转换示意图；

图5为第三种方案的运行模态转换示意图；

图6为第四种方案的运行模态转换示意图；

图7为一个实施例的开关管调整方案流程图；

图8为本申请提供的死区补偿装置结构示意图；

图9为一个实施例中调整单元的结构示意图。

具体实施方式

参见图2，本申请提供的三相四线不平衡治理设备死区补偿方法包括如下步骤：

步骤201，获取三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流以及配电网的瞬时电压；

步骤202，根据三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流及配电网的瞬时电压，选择预设死区补偿方案；

步骤203，根据所选择的死区补偿方案，调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间。

对于步骤201，本实施例中，通过电流传感器采集三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流，通过电压传感器获取到配电网的瞬时电压。由于三相四线不平衡治理设备特殊的工作环境，本实施例中，采用精度较高的霍尔元件采集瞬时补偿电流和瞬时电压，采集到的信号经过降噪和A/D转换，形成控制器可以识别的数字信号，以便控制器能够根据信号特点判断所述瞬时电流和所述瞬时电压的极性，选择预设死区补偿方案。

对于步骤202，本实施例中，通过分析三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流及配电网的瞬时电压，确定所述装置的开关模态，并根据开关管的开关状态，选择预设的死区补偿方案，其具体控制方案如下：

第一种方案，如图3所示，当电网电压大于0，补偿电流为流出补偿装置时，系统在模态A和模态B之间切换，此过程中上桥臂内管S2一直开通而下桥臂外管S4一直关断，上桥臂外管S1和下桥臂内管S3按脉冲宽度调制的规律进行开通和关断，本实施例中脉冲宽度调制的方式为正弦脉宽调制(SPWM)。上桥臂外管S1和下桥臂内管S3之间设置了Δt的死区时间，即上桥臂外管S1和下桥臂内管S3延迟死区时间Δt开通。

根据图3所示的模态示意图，虽然设置死区时间Δt后下桥臂内管S3延迟开通，但由于上桥臂外管S1关断后电流通过上桥臂钳位二极管D5和上桥臂内管S2流通，实现0 电平输出，因此下桥臂内管S3延迟开通不会对系统输出产生不良影响。而下桥臂内管 S3关断后期望上桥臂外管S1立即开通以实现+Udc电平输出，由于死区时间限制上桥臂外管S1延迟Δt时间开通，在此时间内补偿电流只能继续通过上桥臂钳位二极管D5和上桥臂内管S2流通输出0电平，因此会对补偿效果产生影响。为消除死区时间Δt对补偿效果的影响，在该区间内上桥臂外管S1应正常开通和关断，而下桥臂内管S3应延迟开通提前关断。

第二种方案，如图4所示，当电网电压大于0，补偿电流为流入补偿装置时，系统在模态C和模态D之间切换，在此过程中上桥臂内管S2一直开通而下桥臂外管S4一直关断，上桥臂外管S1和下桥臂内管S3按SPWM规律开关，上桥臂外管S1和下桥臂内管S3之间设置了Δt的死区时间，开关管延迟死区时间Δt开通。

根据图4所示的模态示意图，在上桥臂外管S1关断后期望下桥臂内管S3尽快开通以实现0电平输出，但由于设置了死区时间Δt，下桥臂内管S3需要延迟Δt时间后才能开通，在此时间内补偿电流只能继续通过上桥臂外管S1并联的二极管D1和上桥臂内管 S2并联二极管D2流通，系统输出电平为+Udc，该输出电平会对系统补偿效果产生影响。分析可知上桥臂外管S1开通过程中补偿电流是通过上桥臂外管S1并联二极管D1流通，下桥臂内管S3开通后电流流通路径改变，输出电平也发生改变。因此在此工作区间内可以将上桥臂外管S1提前Δt时间关断，这样开关管上桥臂外管S1和下桥臂内管S3之间的死区时间仍为Δt，以保证设备安全运行，而开关管下桥臂内管S3开通时刻也与理想开通时间相同，死区时间对补偿效果的影响被消除。因此在该区间中，上桥臂外管S1延迟开通提前关断，而下桥臂内管S3正常开通和关断。

第三种方案，如图5所示，当电网电压小于0，补偿电流为流出补偿装置时，系统在模态F和模态B之间切换，此过程中上桥臂外管S1一直关断而下桥臂内管S3一直开通，上桥臂内管S2和下桥臂外管S4按SPWM规律开关，上桥臂内管S2和下桥臂外管 S4之间设置了Δt的死区时间，开关管延迟死区时间Δt开通。

根据图5所示的模态示意图，设置死区时间Δt后下桥臂外管S4延迟Δt时间开通，但上桥臂内管S2关断后补偿电流通过下桥臂外管S4并联二极管D4和下桥臂内管S3并联二极管D3流通实现-Udc电平输出，因此下桥臂外管S4延迟开通对系统补偿效果不会产生影响。而在下桥臂外管S4关断后期望上桥臂内管S2立即开通以实现0电平输出，但由于死区时间限制上桥臂内管S2需要延迟Δt时间才能开通，在此时间内补偿电流只能继续通过下桥臂外管S4并联二极管和下桥臂内管S3并联二极管流通，输出电平为 -Udc，故开关管上桥臂内管S2延迟开通会对系统补偿效果产生影响。为消除上桥臂内管 S2延迟开通对补偿效果产生的影响，需要将下桥臂外管S4延迟开通提前关断，而上桥臂内管S2正常开通和关断。

第四种方案，如图6所示，当配电网电压小于0，补偿电流为流入补偿装置时，系统在模态E和模态D之间切换，此过程中上桥臂外管S1一直关断而下桥臂内管S3一直开通，上桥臂内管S2和下桥臂外管S4按SPWM规律开关，上桥臂内管S2和下桥臂外管S4之间设置了Δt的死区时间，开关管延迟死区时间Δt开通。

根据图6模态示意图，虽然设置死区时间后开关管上桥臂内管S2延迟Δt时间开通，但下桥臂外管S4关断后补偿电流通过下桥臂内管S3和下桥臂钳位二极管D6流通实现0电平输出，因此开关管上桥臂内管S2延迟开通对系统补偿效果不会产生影响。而在上桥臂内管S2关断后期望下桥臂外管S4立即开通以实现-Udc电平输出，但由于死区时间限制下桥臂外管S4需要延迟Δt时间才能开通，在此时间内补偿电流只能继续通过下桥臂内管S3和下桥臂钳位二极管D6流通，输出电平为0，故下桥臂外管S4延迟开通会对补偿效果产生影响。为消除下桥臂外管S4延迟开通对补偿效果产生的不良影响，则需要将上桥臂内管S2延迟开通提前关断，而下桥臂外管S4正常开通和关断。

由以上方案可知，在步骤202中，根据三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流及配电网的瞬时电压，选择预设死区补偿方案，每一种补偿电流和电压的组合环境下，对应一种模态切换方式，对应提供一种死区补偿方案，预设补偿方案包括以下方式：

如果所述瞬时电压大于0，所述瞬时补偿电流为流出所述治理设备，则上桥臂外管S1正常开通和关断，下桥臂内管S3延迟开通，提前关断；

如果所述瞬时电压大于0，所述瞬时补偿电流为流入所述治理设备，则上桥臂外管S1延迟开通，提前关断，下桥臂内管S3正常开通和关断；

如果所述瞬时电压小于0，所述瞬时补偿电流为流出所述治理设备，则上桥臂内管S2正常开通和关断，下桥臂外管S4延迟开通，提前关断；

如果所述瞬时电压小于0，所述瞬时补偿电流为流入所述治理设备，则上桥臂内管S2延迟开通，提前关断，下桥臂外管S4正常开通和关断。

根据以上预设死区补偿方案，对三相四线不平衡治理设备中各桥臂上的开关管的开通和关闭时间进行调整，就可以在保证设备安全运行的前提下，对死区时间内产生的电流谐波进行补偿，减轻因设置死区时间而对设备治理效果的影响。

对于步骤203，本申请提供另一个实施例，如图7所示，其中，根据所选择的死区补偿方案，调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间，通过以下方式进行：

步骤2031，根据所选择的死区补偿方案，生成补偿载波信号，所述补偿载波信号超前正常载波信号一个死区时间Δt的时值；

步骤2032，判断所述治理设备的瞬时补偿电流及配电网瞬时电压的极性；

步骤2033，根据所述治理设备的瞬时补偿电流及配电网瞬时电压的极性选择合适的载波进行比较；

步骤2034，根据调制波与正常载波或补偿载波的比较结果，生成死区补偿的驱动信号；

步骤2035，根据驱动信号，调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间。

本实施例中，为了实现死区时间补偿方法，使开关管按照预设补偿方案调整开通和关闭时间，在控制系统中生成一组补偿载波信号，补偿载波信号超前正常载波信号Δt的时值，即一个死区时间的时值。所述补偿载波信号可以在选择预设补偿方案后生成，也可以和正常载波信号一样事先生成。生成补偿载波后，在控制系统中同时存在两种载波，控制器根据所述治理设备的瞬时补偿电流及配电网瞬时电压的极性，选择合适的载波进行比较，根据比较结果生成相应的驱动信号，驱动调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间。

在一种技术方案中，控制器按照以下方式选择合适的载波信号，即：

如果所述瞬时电压大于0，所述瞬时补偿电流为流出所述治理设备，则上桥臂外管S1关断时刻由调制波与正常载波比较，保证上桥臂外管S1正常关断，下桥臂内管S3延迟开通，而下桥臂内管S3关断时刻由调制波和补偿载波比较，保证下桥臂内管S3提前关断，上桥臂外管S1正常开通；

如果所述瞬时电压大于0，所述瞬时补偿电流为流入所述治理设备，则下桥臂内管S3关断时刻由调制波与正常载波比较，保证下桥臂内管S3正常关断，上桥臂外管S1延迟开通，而上桥臂外管S1关断时刻由调制波和补偿载波比较，保证上桥臂外管S1提前关断，下桥臂内管S3正常开通；

如果所述瞬时电压小于0，所述瞬时补偿电流为流出所述治理设备，则上桥臂内管S2关断时刻由调制波与正常载波比较，保证上桥臂内管S2正常关断，下桥臂外管S4延迟开通，而下桥臂外管S4关断时刻由调制波和补偿载波比较，保证下桥臂外管S4提前关断，上桥臂内管S2正常开通；

如果所述瞬时电压小于0，所述瞬时补偿电流为流入所述治理设备，则下桥臂外管S4关断时刻由调制波与正常载波比较，保证下桥臂外管S4正常关断，上桥臂内管S2延迟开通，而上桥臂内管S2关断时刻由调制波和补偿载波比较，保证上桥臂内管S2提前关断，下桥臂外管S4正常开通。

由以上技术方案可知，本申请提供的三相四线不平衡治理设备死区补偿方法，相对于现有技术，将所述治理设备在死区时间内产生的电流谐波进行补偿。实际使用时，通过对所述治理设备，上下桥臂上开关管的开通和关断时间进行调整，补偿死区时间所产生的电流谐波的同时，也保证互补开通开关管之间的死区时间仍然存在，使得设备运行的安全性和可靠性不受死区补偿算法的影响。

本申请实施例提供的死区补偿方法，可以通过控制程序生成补偿载波，并控制各开关管的开通和关断时间，无需额外增加检测设备和执行器件，减少资金投入。所述死区补偿方法通过底层驱动信号对死区时间的影响进行补偿，控制过程更加精确，且能实现对死区影响的完全补偿，从而显著提高系统补偿效果，改善配电网电能质量。

基于以上死区补偿方法，本申请还提供了用于实施所述补偿方法的死区补偿装置，如图8所示，所述死区补偿装置包括：获取单元，选择单元和调整单元。

其中，所述获取单元，用于获取三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流以及配电网的瞬时电压。示例的，所述获取单元包括具有电流采集模块和电压采集模块，电流采集模块用于采集所述治理设备的瞬时补偿电流，电压采集模块用于采集配电网的瞬时电压。采集后的电压信息可经过A/D转换模块，将信息转化成控制系统可以识别的数字信号，以供控制系统对所述电流和电压的极性进行判断。

所述选择单元，用于根据所述治理设备的瞬时补偿电流及配电网的瞬时电压，选择预设死区补偿方案。本实施例中，上述获取单元采集所述治理设备的瞬时补偿电流和所述瞬时电压极性后，根据所述电流和电压的四种组合方式确定设备的四种工作状态，然后在系统中预设的四种死区补偿方案中选择一种，作为当前工作状态下的死区补偿方案，选择单元由控制器控制，控制器根据所选择的死区补偿方案做出相应的死区补偿措施，控制对应桥臂上开关管的开通和关断。

所述调整单元，用于根据所选择的死区补偿方案，调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间。本申请提供的一个实施例中，控制器根据预设死区补偿方案生成对应的控制指令，控制指令可以为直接编写的程序代码，也可以是对应的控制命令集合，所述控制命令中包含在对应工作状态下的开关管开通和关断状态及开关时间，所述调整单元通过对控制命令的解析，控制所述治理设备在对应工作状态下开关管的开通和关断。

本申请提供的一个实施例中，如图9所示，所述调整单元中包括：信号生成单元，极性判断单元，载波选择单元，驱动信号单元以及执行单元，其中：

信号生成单元，用于根据所选择的死区补偿方案，生成补偿载波信号。本实施例中，所述补偿载波信号与正常载波信号的波形相同，具有相同的作用，仅在时值方面超前正常载波信号一个死区时间。

极性判断单元，用于判断所述治理设备的瞬时补偿电流及配电网瞬时电压的极性。根据本申请实施例提供的死区补偿装置，获取单元检测所述治理设备的瞬时补偿电流及配电网瞬时电压，并提供给控制器，再通过极性判断单元确定所述电流和电压的极性，以获得所述治理设备的工作状态，确定相应死区补偿方案。

载波选择单元，用于根据所述治理设备的瞬时补偿电流及配电网瞬时电压的极性选择合适的载波信号进行比较。通常三相四线不平衡治理设备是通过调制波信号与正常载波信号的比较生成驱动信号以控制桥臂上的开关管，本实施例中，为了补偿死区时间内的电流谐波，生成了另一补偿载波信号，通过载波选择单元选择合适的载波信号，实现对桥臂上开关管的开通和关断时间进行控制。

驱动信号单元，用于根据调制波信号与正常载波信号或补偿载波信号的比较结果，生成死区补偿的驱动信号。为了更清楚的表达本实施例的死区补偿方案，下面结合一个控制实例，描述死区补偿装置的控制过程。

例如，所述治理设备在实际工作过程中，获取单元检测到瞬时补偿电流为流出治理设备，所述瞬时电压大于0；获取单元将此工作状态发送至选择单元，选择单元从预设死区补偿方案中选择对应方案为：上桥臂外管S1正常开通和关断，下桥臂内管S3延迟开通，提前关断；信号生成单元，生成补偿载波信号；载波选择单元在上桥臂外管S1关断时刻选择调制波信号与正常载波信号比较，保证上桥臂外管S1正常关断，下桥臂内管 S3延迟开通，而下桥臂内管S3关断时刻选择调制波信号和补偿载波信号比较，保证下桥臂内管S3提前关断，上桥臂外管S1正常开通；最后由驱动信号单元驱动执行单元控制开关管，实现上桥臂外管S1正常开通和关断，下桥臂内管S3延迟开通，提前关断。

本申请提供的死区补偿装置，通过获取单元，选择单元以及调整单元将三相四线不平衡治理设备死区补偿方法得以实施，整个装置不需要另外增加硬件设备的投入，减少成本，并且采用的开关管控制方式与原方式相同，使控制过程准确，死区时间得到完全补偿的有益效果。

本申请还提供了三相四线不平衡治理设备死区补偿系统，系统主要包括电流检测器、电压检测器、控制器和驱动器。

其中，所述控制器包括：

获取单元，用于借助所述电流检测器获取三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流，借助所述电压检测器获取配电网的瞬时电压；

选择单元，用于根据所述治理设备的瞬时补偿电流及配电网的瞬时电压，选择预设死区补偿方案；

调整单元，用于根据所选择的死区补偿方案，指令所述驱动器调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间。

本申请提供的死区补偿系统，可以直接对所述治理设备的控制系统进行改进，使改进后的治理设备在获取单元，选择单元和调整单元的作用下，控制桥臂上的开关管开通和关断时间，补偿死区时间内产生的电流谐波，保证配电网络的供电质量。

应当指出，以上所述的本申请实施方式并不构成对本发明保护范围的限定。

Claims (5)

1.一种三相四线不平衡治理设备死区补偿方法，其特征在于，所述方法包括：

获取三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流以及配电网的瞬时电压；

根据三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流及配电网的瞬时电压，选择预设死区补偿方案；

根据所选择的预设死区补偿方案，调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间，包括：

根据所选择的预设死区补偿方案，生成补偿载波信号，所述补偿载波信号超前正常载波信号一个死区时间的时值；

判断所述瞬时补偿电流及所述瞬时电压的极性；

根据所述瞬时补偿电流及所述瞬时电压的极性选择合适的载波信号进行比较，包括：

如果所述瞬时电压大于0，所述瞬时补偿电流为流出所述治理设备，则上桥臂外管关断时刻由调制波信号与正常载波信号比较，保证上桥臂外管正常关断，下桥臂内管延迟开通，而下桥臂内管关断时刻由调制波信号和补偿载波信号比较，保证下桥臂内管提前关断，上桥臂外管正常开通；

如果所述瞬时电压大于0，所述瞬时补偿电流为流入所述治理设备，则下桥臂内管关断时刻由调制波信号与正常载波信号比较，保证下桥臂内管正常关断，上桥臂外管延迟开通，而上桥臂外管关断时刻由调制波信号和补偿载波信号比较，保证上桥臂外管提前关断，下桥臂内管正常开通；

如果所述瞬时电压小于0，所述瞬时补偿电流为流出所述治理设备，则上桥臂内管关断时刻由调制波信号与正常载波信号比较，保证上桥臂内管正常关断，下桥臂外管延迟开通，而下桥臂外管关断时刻由调制波信号和补偿载波信号比较，保证下桥臂外管提前关断，上桥臂内管正常开通；

如果所述瞬时电压小于0，所述瞬时补偿电流为流入所述治理设备，则下桥臂外管关断时刻由调制波信号与正常载波信号比较，保证下桥臂外管正常关断，上桥臂内管延迟开通，而上桥臂内管关断时刻由调制波信号和补偿载波信号比较，保证上桥臂内管提前关断，下桥臂外管正常开通；

根据调制波信号与正常载波信号或所述补偿载波信号的比较结果，生成死区补偿的驱动信号；

根据驱动信号，调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间。

2.根据权利要求1所述的死区补偿方法，其特征在于，根据三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流及配电网的瞬时电压，选择预设死区补偿方案步骤中，所述预设死区补偿方案包括以下方式：

如果所述瞬时电压大于0，所述瞬时补偿电流为流出所述治理设备，则上桥臂外管正常开通和关断，下桥臂内管延迟开通，提前关断；

如果所述瞬时电压大于0，所述瞬时补偿电流为流入所述治理设备，则上桥臂外管延迟开通，提前关断，下桥臂内管正常开通和关断；

如果所述瞬时电压小于0，所述瞬时补偿电流为流出所述治理设备，则上桥臂内管正常开通和关断，下桥臂外管延迟开通，提前关断；

如果所述瞬时电压小于0，所述瞬时补偿电流为流入所述治理设备，则上桥臂内管延迟开通，提前关断，下桥臂外管正常开通和关断。

3.一种三相四线不平衡治理设备死区补偿装置，其特征在于，包括：

获取单元，用于获取三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流以及配电网的瞬时电压；

选择单元，用于根据三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流及配电网的瞬时电压，选择预设死区补偿方案；

调整单元，用于根据所选择的预设死区补偿方案，调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间；

所述调整单元包括：

信号生成单元，用于根据所选择的预设死区补偿方案，生成补偿载波信号，所述补偿载波信号超前正常载波信号一个死区时间的时值；

极性判断单元，用于判断所述瞬时补偿电流及所述瞬时电压的极性；

载波选择单元，用于根据所述瞬时补偿电流及所述瞬时电压的极性选择合适的载波进行比较；所述载波信号的选择方案包括以下方式：

如果所述瞬时电压大于0，所述瞬时补偿电流为流出所述治理设备，则上桥臂外管关断时刻由调制波信号与正常载波信号比较，保证上桥臂外管正常关断，下桥臂内管延迟开通，而下桥臂内管关断时刻由调制波信号和补偿载波信号比较，保证下桥臂内管提前关断，上桥臂外管正常开通；

如果所述瞬时电压大于0，所述瞬时补偿电流为流入所述治理设备，则下桥臂内管关断时刻由调制波信号与正常载波信号比较，保证下桥臂内管正常关断，上桥臂外管延迟开通，而上桥臂外管关断时刻由调制波信号和补偿载波信号比较，保证上桥臂外管提前关断，下桥臂内管正常开通；

如果所述瞬时电压小于0，所述瞬时补偿电流为流出所述治理设备，则上桥臂内管关断时刻由调制波信号与正常载波信号比较，保证上桥臂内管正常关断，下桥臂外管延迟开通，而下桥臂外管关断时刻由调制波信号和补偿载波信号比较，保证下桥臂外管提前关断，上桥臂内管正常开通；

如果所述瞬时电压小于0，所述瞬时补偿电流为流入所述治理设备，则下桥臂外管关断时刻由调制波信号与正常载波信号比较，保证下桥臂外管正常关断，上桥臂内管延迟开通，而上桥臂内管关断时刻由调制波信号和补偿载波信号比较，保证上桥臂内管提前关断，下桥臂外管正常开通；

驱动信号单元，用于根据调制波信号与正常载波信号或所述补偿载波信号的比较结果，生成死区补偿的驱动信号；

执行单元，用于根据驱动信号，调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间。

4.根据权利要求3所述的死区补偿装置，其特征在于，所述选择单元从以下方案中选择死区补偿方案：

如果所述瞬时电压大于0，所述瞬时补偿电流为流出所述治理设备，则上桥臂外管正常开通和关断，下桥臂内管延迟开通，提前关断；

如果所述瞬时电压大于0，所述瞬时补偿电流为流入所述治理设备，则上桥臂外管延迟开通，提前关断，下桥臂内管正常开通和关断；

如果所述瞬时电压小于0，所述瞬时补偿电流为流出所述治理设备，则上桥臂内管正常开通和关断，下桥臂外管延迟开通，提前关断；

如果所述瞬时电压小于0，所述瞬时补偿电流为流入所述治理设备，则上桥臂内管延迟开通，提前关断，下桥臂外管正常开通和关断。

5.一种三相四线不平衡治理设备死区补偿系统，其特征在于，包括：电流检测器、电压检测器、控制器和驱动器；

所述控制器包括：

获取单元，用于借助所述电流检测器获取三相四线不平衡治理设备的瞬时补偿电流，借助所述电压检测器获取配电网的瞬时电压；

选择单元，用于根据所述瞬时补偿电流及所述瞬时电压，选择预设死区补偿方案；

调整单元，用于根据所选择的预设死区补偿方案，指令所述驱动器调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间；

所述调整单元包括：

信号生成单元，用于根据所选择的预设死区补偿方案，生成补偿载波信号，所述补偿载波信号超前正常载波信号一个死区时间的时值；

极性判断单元，用于判断所述瞬时补偿电流及所述瞬时电压的极性；

载波选择单元，用于根据所述瞬时补偿电流及所述瞬时电压的极性选择合适的载波进行比较；所述载波信号的选择方案包括以下方式：

如果所述瞬时电压大于0，所述瞬时补偿电流为流出所述治理设备，则上桥臂外管关断时刻由调制波信号与正常载波信号比较，保证上桥臂外管正常关断，下桥臂内管延迟开通，而下桥臂内管关断时刻由调制波信号和补偿载波信号比较，保证下桥臂内管提前关断，上桥臂外管正常开通；

如果所述瞬时电压大于0，所述瞬时补偿电流为流入所述治理设备，则下桥臂内管关断时刻由调制波信号与正常载波信号比较，保证下桥臂内管正常关断，上桥臂外管延迟开通，而上桥臂外管关断时刻由调制波信号和补偿载波信号比较，保证上桥臂外管提前关断，下桥臂内管正常开通；

如果所述瞬时电压小于0，所述瞬时补偿电流为流出所述治理设备，则上桥臂内管关断时刻由调制波信号与正常载波信号比较，保证上桥臂内管正常关断，下桥臂外管延迟开通，而下桥臂外管关断时刻由调制波信号和补偿载波信号比较，保证下桥臂外管提前关断，上桥臂内管正常开通；

如果所述瞬时电压小于0，所述瞬时补偿电流为流入所述治理设备，则下桥臂外管关断时刻由调制波信号与正常载波信号比较，保证下桥臂外管正常关断，上桥臂内管延迟开通，而上桥臂内管关断时刻由调制波信号和补偿载波信号比较，保证上桥臂内管提前关断，下桥臂外管正常开通；

驱动信号单元，用于根据调制波信号与正常载波信号或所述补偿载波信号的比较结果，生成死区补偿的驱动信号；

执行单元，用于根据驱动信号，调整所述治理设备中开关管的开通和关断时间。