CN109245129A - 三相不平衡治理设备的控制方法、装置和计算机设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种三相不平衡治理设备的控制方法、装置和计算机设备，其方法包括：采用δ‑θ1控制的正序控制环进行三相不平衡设备的直流母线电压稳定及无功功率的补偿，采用φ‑θ2控制的负序控制环进行三相负荷不平衡的补偿，将所述正序控制与负序控制所得的正弦信号相叠加，得到调制波信号，进行调制控制。采用该技术方案分离正序控制和负序控制，消除了两者之间的耦合，相比传统方法具有更好的补偿效果。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子控制领域，特别涉及一种三相不平衡治理设备的新型控制方法，尤其是一种正序控制环采用σ-θ控制，负序控制环采用Φ-θ控制的用于三相不平衡治理设备的控制方法、装置和计算机设备。
背景技术
无功补偿市场比较庞大，前几十年主要集中在工业现场的无功补偿，基本在工业现场属于强制实施无功补偿。常规的无功补偿设备有无源补偿、有源补偿，同时可进行不平衡的补偿。随着经济的发展，配电网的无功与不平衡问题凸显，无功与不平衡问题，导致变压器容量过大、不平衡严重，又由于配网传输半径较大，线缆阻抗较大，无功与不平衡会体现到供电电压质量上。严重影响配网的经济安全运行，以及用户的用电感受。
近几年配电网的三相不平衡设备的使用越来越多。配电网因为上述的线缆阻抗问题，接入点的供电电压同时存在着较为严重的三相不平衡。对不平衡设备的稳压控制、无功补偿和不平衡补偿都引入一些影响。常规的三相不平衡设备采用双环控制策略，母线稳压、无功、不平衡补偿都通过内环电流环来实现，三者之间存在耦合，在严苛的工况下，无功补偿和不平衡补偿不能同时达到较优的补偿效果。
发明内容
基于此，本发明实施例的目的在于提供三相不平衡治理设备的控制方法，分离正序控制和负序控制，消除了两者之间的耦合，相比传统方法具有更好的补偿效果。
本发明实施例提供的三相不平衡治理设备的控制方法，包括：
采样负载电流与不平衡设备电流，提取负载与不平衡设备的正序无功电流，将所述负载的正序无功电流与不平衡设备的正序无功电流做差，经过PI调节器得到无功控制角度δ；采样直流母线电压，与母线电压设定值做差，经过PI调节器得到稳压有功控制角度θ1；采用δ-θ1控制的正序控制环进行三相不平衡设备的直流母线电压稳定及无功功率的补偿；
采样不平衡设备输出的交流电流与不平衡电流，将交流电流与不平衡电流做差，经过PI调节器得到调制比θ2；对所述不平衡电流的交流电流进行相位提取，得到不平衡电流补偿的控制角度φ；采用φ-θ2控制的负序控制环进行三相负荷不平衡的补偿。
可选地，将无功控制角度δ与稳压有功控制角度θ1的信号经过正弦信号生成器；将调制比θ2与不平衡电流补偿控制角度φ的信号经过另一正弦信号生成器；通过两个所述正弦信号生成器后得到两组正弦调制信号，将两组正弦调制信号求和得到总正弦调制信号；将所述总正弦调制信号经过限幅进入SPWM调制单元，产生驱动脉冲进行无功和不平衡的补偿。
可选地，三相不平衡设备的拓扑结构采用6只IGBT组成的三相半桥结构，分为三相，一相一个桥臂。
可选地，所述直流母线采用两组分立的电解电容组成，电解电容的中点即为设备的N线，并网侧采用单L的主电路方式。
可选地，三相不平衡设备接入到负载与电网之间，通过互感器检测负载电流，设备输出反相的无功和不平衡电流保证入网电流为正序有功电流。
可选地，提取负载电流的正序无功电流采用瞬时无功检测算法，旋转角度采用电网电压的角度。
可选地，利用数字锁相环方法，对所述不平衡电流的交流电流进行相位提取得到不平衡电流的控制角度φ。
还提供了三相不平衡治理设备的控制装置，包括：
正序控制环生成单元，用于采样负载电流与不平衡设备电流，提取负载与不平衡设备的正序无功电流，将所述负载的正序无功电流与不平衡设备的正序无功电流做差；经过PI调节器得到无功控制角度δ；采样直流母线电压，与母线电压设定值做差，经过PI调节器得到稳压有功控制角度θ1；采用δ-θ1控制的正序控制环进行三相不平衡设备的直流母线电压稳定及无功功率的补偿；
负序控制环生成单元，用于采样不平衡设备输出的交流电流与不平衡电流，将交流电流与不平衡电流做差，经过PI调节器得到调制比θ2；对所述交流电流进行相位提取，得到不平衡电流补偿的控制角度φ；采用φ-θ2控制的负序控制环进行三相负荷不平衡的补偿。
在一个实施例中，一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
采样负载电流与不平衡设备电流，提取负载与不平衡设备的正序无功电流，将所述负载的正序无功电流与不平衡设备的正序无功电流做差，经过PI调节器得到无功控制角度δ；采样直流母线电压，与母线电压设定值做差，经过PI调节器得到稳压有功控制角度θ1；采用δ-θ1控制的正序控制环进行三相不平衡设备的直流母线电压稳定及无功功率的补偿；
采样不平衡设备输出的交流电流与不平衡电流，将交流电流与不平衡电流做差，经过PI调节器得到调制比θ2；对所述不平衡电流的交流电流进行相位提取，得到不平衡电流补偿的控制角度φ；采用φ-θ2控制的负序控制环进行三相负荷不平衡的补偿。
在一个实施例中，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
采样负载电流与不平衡设备电流，提取负载与不平衡设备的正序无功电流，将所述负载的正序无功电流与不平衡设备的正序无功电流做差，经过PI调节器得到无功控制角度δ；采样直流母线电压，与母线电压设定值做差，经过PI调节器得到稳压有功控制角度θ1；采用δ-θ1控制的正序控制环进行三相不平衡设备的直流母线电压稳定及无功功率的补偿；
采样不平衡设备输出的交流电流与不平衡电流，将交流电流与不平衡电流做差，经过PI调节器得到调制比θ2；对所述不平衡电流的交流电流进行相位提取，得到不平衡电流补偿的控制角度φ；采用φ-θ2控制的负序控制环进行三相负荷不平衡的补偿。
由上可见，应用本实施例技术方案，由于采用δ-θ1控制的正序控制环实现无功功率的补偿；采用φ-θ2控制的负序控制环实现三相负荷不平衡的补偿；将正序控制与负序控制所得的正弦信号相叠加，得到调制波信号，进行调制控制。此方法完全分离正序控制和负序控制，消除了两者之间的耦合，相比传统方法具有更好的补偿效果，具有很大的应用前景。
附图说明
图1是本发明提供的一种三相不平衡治理设备的新型控制方法流程图；
图2是本发明提供的一种三相不平衡治理设备的新型控制方法主电路拓扑结构示意图；
图3是本发明提供的一种三相不平衡治理设备的新型控制方法控制框图；
图4是本发明提供的一种三相不平衡治理设备的新型控制装置总框图。
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
本实施例提供一种三相不平衡治理设备的新型控制方法，如图1所示，包括：
S100、采样负载电流与不平衡设备电流，提取负载与不平衡设备的正序无功电流，将所述负载的正序无功电流与不平衡设备的正序无功电流做差，经过PI调节器得到无功控制角度δ；采样直流母线电压，与母线电压设定值做差，经过PI调节器得到稳压有功控制角度θ1；采用δ-θ1控制的正序控制环进行三相不平衡设备的直流母线电压稳定及无功功率的补偿；
S200、采样不平衡设备输出的交流电流与不平衡电流，将交流电流与不平衡电流做差，经过PI调节器得到调制比θ2；对所述不平衡电流的交流电流进行相位提取，得到不平衡电流补偿的控制角度φ；采用φ-θ2控制的负序控制环进行三相负荷不平衡的补偿。
在一个实施例中，如图2所示，三相不平衡设备的拓扑结构和电网接入方式。拓扑结构：拓扑结构采用6只IGBT组成的三相半桥结构，分为三相，一相一个桥臂。直流母线采用两组分立的电解电容组成，电解电容的中点即为设备的N线。并网侧采用单L的主电路方式。电网接入方式：三相不平衡设备接入到负载与电网之间，通过互感器检测负载电流，设备输出反相的无功和不平衡电流进而保证入网电流为正序有功电流。
在一个实施例中，如图3所示，将无功控制角度δ与稳压有功控制角度θ1的信号经过正弦信号生成器；将调制比θ2与不平衡电流补偿控制角度φ的信号经过另一正弦信号生成器；通过两个所述正弦信号生成器后得到两组正弦调制信号，将两组正弦调制信号求和得到总正弦调制信号；将所述总正弦调制信号经过限幅进入SPWM调制单元，产生驱动脉冲进行无功和不平衡的补偿。
在一个实施例中，一种三相不平衡治理设备的新型控制方法实现步骤如下：
a.采样负载电流与不平衡设备电流，提取无功电流Qf和Qc。Qf与Qc做差，经过PI调节器得到无功控制角度δ。
利用电网电压的锁相角度，对电网电压进行瞬时功率算法变换，得到有功轴和无功轴的瞬时量，公式如下：
其中，
得到Ud和Uq。
提取负载电流的正序无功电流采用瞬时无功检测算法，旋转角度采用电网电压的角度，公式如下：
其中，
得到Id和Iq。
利用无功计算公式，得到负载电流中的无功功率Qf：
Qf＝Uq*Id-Ud*Iq
不平衡设备的的正序无功电流类似上述计算办法，很容易得到Qc。
Qf与Qc做差后，经过PI调节器进行控制，得到无功控制角度δ。PI调节器具体如下：
U＝Rk-1+Kp*ek
Rk＝Rk-1+KI*ek+Kc(uk-U)
其中Kc修正系数
b.采样直流母线电压Udc，与母线电压设定值做差，经过PI调节器得到稳压有功控制角度θ1。
直流母线电压的采用的PI调节器和a中一样。
c.采样负载电流与不平衡设备电流，提取不平衡电流ILf和Icf。ILf和Icf做差经过PI调节器得到调制比θ2。
不平衡电流包含负序电流和零序电流，零序电流除基波电流外还存在其他频次的电流成份。
负载电流负序电流的提取采用功率检测算法，经过正变换和低通滤波滤除和反变换得到。公式如下：
正变换，需要采用电网电压旋转角度的负值：
其中
Idf与Iqf经过低通滤波器滤除之后，进行反变换，公式如下：
其中，
负载电流零序电流的提取采用以下公式得到：
i0＝ia+ib+ic
其中零序电流三相相同都是i0。
最终负序电流与零序电流求和得到ILf。
不平衡设备的输出电流的不平衡电流成份Icf与上述ILf的计算方法相同。
ILf和Icf做差经过PI调节器得到调制比θ2。PI调节器与a中采用一样的公式。
d.对ILf进行相位提取，得到不平衡电流补偿的控制角度φ。
ILf为不平衡电流的交流成份，利用数字锁相环的方法，锁相得到ILf的角度φ，即为不平衡电流的控制角度φ。
e.以上4步所得信号分别经过两组正弦信号生成器，得到两组正弦调制信号，两组信号在求和得到总正弦调制信号。
f.e所得经过必要的限幅，进入SPWM调制单元，生产驱动脉冲，进而控制变流器的动作。进行无功和不平衡的补偿。
本发明的目的在于配电网的无功补偿和三相不平衡的补偿问题，为了实现三相不平衡设备的直流母线电压稳定，以及实现无功功率的补偿，采用δ-θ控制的正序控制环；为了实现三相负荷不平衡的补偿，采用φ-θ控制的负序控制环；正序控制与负序控制所得的正弦信号相叠加，得到调制波信号，进行调制控制。此方法完全分离正序控制和负序控制，消除了两者之间的耦合，相比传统方法具有更好的补偿效果。
本发明还提供了三相不平衡治理设备的控制装置，如图4所示，包括：
正序控制环生成单元10，用于采样负载电流与不平衡设备电流，提取负载与不平衡设备的正序无功电流，将所述负载的正序无功电流与不平衡设备的正序无功电流做差；经过PI调节器得到无功控制角度δ；采样直流母线电压，与母线电压设定值做差，经过PI调节器得到稳压有功控制角度θ1；采用δ-θ1控制的正序控制环进行三相不平衡设备的直流母线电压稳定及无功功率的补偿；
负序控制环生成单元20，用于采样不平衡设备输出的交流电流与不平衡电流，将交流电流与不平衡电流做差，经过PI调节器得到调制比θ2；对所述交流电流进行相位提取，得到不平衡电流补偿的控制角度φ；采用φ-θ2控制的负序控制环进行三相负荷不平衡的补偿。
在一个实施例中，如图2所示，三相不平衡设备的拓扑结构和电网接入方式。拓扑结构：拓扑结构采用6只IGBT组成的三相半桥结构，分为三相，一相一个桥臂。直流母线采用两组分立的电解电容组成，电解电容的中点即为设备的N线。并网侧采用单L的主电路方式。电网接入方式：三相不平衡设备接入到负载与电网之间，通过互感器检测负载电流，设备输出反相的无功和不平衡电流进而保证入网电流为正序有功电流。
在一个实施例中，如图3所示，将无功控制角度δ与稳压有功控制角度θ1的信号经过正弦信号生成器；将调制比θ2与不平衡电流补偿控制角度φ的信号经过另一正弦信号生成器；通过两个所述正弦信号生成器后得到两组正弦调制信号，将两组正弦调制信号求和得到总正弦调制信号；将所述总正弦调制信号经过限幅进入SPWM调制单元，产生驱动脉冲进行无功和不平衡的补偿。
在一个实施例中，一种三相不平衡治理设备的新型控制方法实现步骤如下：
a.采样负载电流与不平衡设备电流，提取无功电流Qf和Qc。Qf与Qc做差，经过PI调节器得到无功控制角度δ。
利用电网电压的锁相角度，对电网电压进行瞬时功率算法变换，得到有功轴和无功轴的瞬时量，公式如下：
其中，
得到Ud和Uq。
提取负载电流的正序无功电流采用瞬时无功检测算法，旋转角度采用电网电压的角度，公式如下：
其中，
得到Id和Iq。
利用无功计算公式，得到负载电流中的无功功率Qf：
Qf＝Uq*Id-Ud*Iq
不平衡设备的的正序无功电流类似上述计算办法，很容易得到Qc。
Qf与Qc做差后，经过PI调节器进行控制，得到无功控制角度δ。PI调节器具体如下：
U＝Rk-1+Kp*ek
Rk＝Rk-1+KI*ek+Kc(uk-U)
其中Kc修正系数
b.采样直流母线电压Udc，与母线电压设定值做差，经过PI调节器得到稳压有功控制角度θ1。
直流母线电压的采用的PI调节器和a中一样。
c.采样负载电流与不平衡设备电流，提取不平衡电流ILf和Icf。ILf和Icf做差经过PI调节器得到调制比θ2。
不平衡电流包含负序电流和零序电流，零序电流除基波电流外还存在其他频次的电流成份。
负载电流负序电流的提取采用功率检测算法，经过正变换和低通滤波滤除和反变换得到。公式如下：
正变换，需要采用电网电压旋转角度的负值：
其中
Idf与Iqf经过低通滤波器滤除之后，进行反变换，公式如下：
其中，
负载电流零序电流的提取采用以下公式得到：
i0＝ia+ib+ic
其中零序电流三相相同都是i0。
最终负序电流与零序电流求和得到ILf。
不平衡设备的输出电流的不平衡电流成份Icf与上述ILf的计算方法相同。
ILf和Icf做差经过PI调节器得到调制比θ2。PI调节器与a中采用一样的公式。
d.对ILf进行相位提取，得到不平衡电流补偿的控制角度φ。
ILf为不平衡电流的交流成份，利用数字锁相环的方法，锁相得到ILf的角度φ，即为不平衡电流的控制角度φ。
e.以上4步所得信号分别经过两组正弦信号生成器，得到两组正弦调制信号，两组信号在求和得到总正弦调制信号。
f.e所得经过必要的限幅，进入SPWM调制单元，生产驱动脉冲，进而控制变流器的动作。进行无功和不平衡的补偿。
采用δ-θ控制的正序控制环；为了实现三相负荷不平衡的补偿，采用φ-θ控制的负序控制环；正序控制与负序控制所得的正弦信号相叠加，得到调制波信号，进行调制控制。此方法完全分离正序控制和负序控制，消除了两者之间的耦合，相比传统方法具有更好的补偿效果。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端，其内部结构图可以如图Y所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种三相不平衡治理设备的控制方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
在一个实施例中，一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：
采样负载电流与不平衡设备电流，提取负载与不平衡设备的正序无功电流，将所述负载的正序无功电流与不平衡设备的正序无功电流做差，经过PI调节器得到无功控制角度δ；采样直流母线电压，与母线电压设定值做差，经过PI调节器得到稳压有功控制角度θ1；采用δ-θ1控制的正序控制环进行三相不平衡设备的直流母线电压稳定及无功功率的补偿；
采样不平衡设备输出的交流电流与不平衡电流，将交流电流与不平衡电流做差，经过PI调节器得到调制比θ2；对所述不平衡电流的交流电流进行相位提取，得到不平衡电流补偿的控制角度φ；采用φ-θ2控制的负序控制环进行三相负荷不平衡的补偿。
在一个实施例中，如图2所示，三相不平衡设备的拓扑结构和电网接入方式。拓扑结构：拓扑结构采用6只IGBT组成的三相半桥结构，分为三相，一相一个桥臂。直流母线采用两组分立的电解电容组成，电解电容的中点即为设备的N线。并网侧采用单L的主电路方式。电网接入方式：三相不平衡设备接入到负载与电网之间，通过互感器检测负载电流，设备输出反相的无功和不平衡电流进而保证入网电流为正序有功电流。
在一个实施例中，如图3所示，将无功控制角度δ与稳压有功控制角度θ1的信号经过正弦信号生成器；将调制比θ2与不平衡电流补偿控制角度φ的信号经过另一正弦信号生成器；通过两个所述正弦信号生成器后得到两组正弦调制信号，将两组正弦调制信号求和得到总正弦调制信号；将所述总正弦调制信号经过限幅进入SPWM调制单元，产生驱动脉冲进行无功和不平衡的补偿。
在一个实施例中，一种三相不平衡治理设备的新型控制方法实现步骤如下：
a.采样负载电流与不平衡设备电流，提取无功电流Qf和Qc。Qf与Qc做差，经过PI调节器得到无功控制角度δ。
利用电网电压的锁相角度，对电网电压进行瞬时功率算法变换，得到有功轴和无功轴的瞬时量，公式如下：
其中，
得到Ud和Uq。
提取负载电流的正序无功电流采用瞬时无功检测算法，旋转角度采用电网电压的角度，公式如下：
其中，
得到Id和Iq。
利用无功计算公式，得到负载电流中的无功功率Qf：
Qf＝Uq*Id-Ud*Iq
不平衡设备的的正序无功电流类似上述计算办法，很容易得到Qc。
Qf与Qc做差后，经过PI调节器进行控制，得到无功控制角度δ。PI调节器具体如下：
U＝Rk-1+Kp*ek
Rk＝Rk-1+KI*ek+Kc(uk-U)
其中Kc修正系数
b.采样直流母线电压Udc，与母线电压设定值做差，经过PI调节器得到稳压有功控制角度θ1。
直流母线电压的采用的PI调节器和a中一样。
c.采样负载电流与不平衡设备电流，提取不平衡电流ILf和Icf。ILf和Icf做差经过PI调节器得到调制比θ2。
不平衡电流包含负序电流和零序电流，零序电流除基波电流外还存在其他频次的电流成份。
负载电流负序电流的提取采用功率检测算法，经过正变换和低通滤波滤除和反变换得到。公式如下：
正变换，需要采用电网电压旋转角度的负值：
其中
Idf与Iqf经过低通滤波器滤除之后，进行反变换，公式如下：
其中，
负载电流零序电流的提取采用以下公式得到：
i0＝ia+ib+ic
其中零序电流三相相同都是i0。
最终负序电流与零序电流求和得到ILf。
不平衡设备的输出电流的不平衡电流成份Icf与上述ILf的计算方法相同。
ILf和Icf做差经过PI调节器得到调制比θ2。PI调节器与a中采用一样的公式。
d.对ILf进行相位提取，得到不平衡电流补偿的控制角度φ。
ILf为不平衡电流的交流成份，利用数字锁相环的方法，锁相得到ILf的角度φ，即为不平衡电流的控制角度φ。
e.以上4步所得信号分别经过两组正弦信号生成器，得到两组正弦调制信号，两组信号在求和得到总正弦调制信号。
f.e所得经过必要的限幅，进入SPWM调制单元，生产驱动脉冲，进而控制变流器的动作。进行无功和不平衡的补偿。
在一个实施例中，一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：
采样负载电流与不平衡设备电流，提取负载与不平衡设备的正序无功电流，将所述负载的正序无功电流与不平衡设备的正序无功电流做差，经过PI调节器得到无功控制角度δ；采样直流母线电压，与母线电压设定值做差，经过PI调节器得到稳压有功控制角度θ1；采用δ-θ1控制的正序控制环进行三相不平衡设备的直流母线电压稳定及无功功率的补偿；
采样不平衡设备输出的交流电流与不平衡电流，将交流电流与不平衡电流做差，经过PI调节器得到调制比θ2；对所述不平衡电流的交流电流进行相位提取，得到不平衡电流补偿的控制角度φ；采用φ-θ2控制的负序控制环进行三相负荷不平衡的补偿。
在一个实施例中，如图2所示，三相不平衡设备的拓扑结构和电网接入方式。拓扑结构：拓扑结构采用6只IGBT组成的三相半桥结构，分为三相，一相一个桥臂。直流母线采用两组分立的电解电容组成，电解电容的中点即为设备的N线。并网侧采用单L的主电路方式。电网接入方式：三相不平衡设备接入到负载与电网之间，通过互感器检测负载电流，设备输出反相的无功和不平衡电流进而保证入网电流为正序有功电流。
在一个实施例中，如图3所示，将无功控制角度δ与稳压有功控制角度θ1的信号经过正弦信号生成器；将调制比θ2与不平衡电流补偿控制角度φ的信号经过另一正弦信号生成器；通过两个所述正弦信号生成器后得到两组正弦调制信号，将两组正弦调制信号求和得到总正弦调制信号；将所述总正弦调制信号经过限幅进入SPWM调制单元，产生驱动脉冲进行无功和不平衡的补偿。
在一个实施例中，一种三相不平衡治理设备的新型控制方法实现步骤如下：
a.采样负载电流与不平衡设备电流，提取无功电流Qf和Qc。Qf与Qc做差，经过PI调节器得到无功控制角度δ。
利用电网电压的锁相角度，对电网电压进行瞬时功率算法变换，得到有功轴和无功轴的瞬时量，公式如下：
其中，
得到Ud和Uq。
提取负载电流的正序无功电流采用瞬时无功检测算法，旋转角度采用电网电压的角度，公式如下：
其中，
得到Id和Iq。
利用无功计算公式，得到负载电流中的无功功率Qf：
Qf＝Uq*Id-Ud*Iq
不平衡设备的的正序无功电流类似上述计算办法，很容易得到Qc。
Qf与Qc做差后，经过PI调节器进行控制，得到无功控制角度δ。PI调节器具体如下：
U＝Rk-1+Kp*ek
Rk＝Rk-1+KI*ek+Kc(uk-U)
其中Kc修正系数
b.采样直流母线电压Udc，与母线电压设定值做差，经过PI调节器得到稳压有功控制角度θ1。
直流母线电压的采用的PI调节器和a中一样。
c.采样负载电流与不平衡设备电流，提取不平衡电流ILf和Icf。ILf和Icf做差经过PI调节器得到调制比θ2。
不平衡电流包含负序电流和零序电流，零序电流除基波电流外还存在其他频次的电流成份。
负载电流负序电流的提取采用功率检测算法，经过正变换和低通滤波滤除和反变换得到。公式如下：
正变换，需要采用电网电压旋转角度的负值：
其中
Idf与Iqf经过低通滤波器滤除之后，进行反变换，公式如下：
其中，
负载电流零序电流的提取采用以下公式得到：
i0＝ia+ib+ic
其中零序电流三相相同都是i0。
最终负序电流与零序电流求和得到ILf。
不平衡设备的输出电流的不平衡电流成份Icf与上述ILf的计算方法相同。
ILf和Icf做差经过PI调节器得到调制比θ2。PI调节器与a中采用一样的公式。
d.对ILf进行相位提取，得到不平衡电流补偿的控制角度φ。
ILf为不平衡电流的交流成份，利用数字锁相环的方法，锁相得到ILf的角度φ，即为不平衡电流的控制角度φ。
e.以上4步所得信号分别经过两组正弦信号生成器，得到两组正弦调制信号，两组信号在求和得到总正弦调制信号。
f.e所得经过必要的限幅，进入SPWM调制单元，生产驱动脉冲，进而控制变流器的动作。进行无功和不平衡的补偿。
采用δ-θ控制的正序控制环；为了实现三相负荷不平衡的补偿，采用φ-θ控制的负序控制环；正序控制与负序控制所得的正弦信号相叠加，得到调制波信号，进行调制控制。此方法完全分离正序控制和负序控制，消除了两者之间的耦合，相比传统方法具有更好的补偿效果。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.三相不平衡治理设备的控制方法，其特征在于，包括：
采样负载电流与不平衡设备电流，提取负载与不平衡设备的正序无功电流，将所述负载的正序无功电流与不平衡设备的正序无功电流做差，经过PI调节器得到无功控制角度δ；采样直流母线电压，与母线电压设定值做差，经过PI调节器得到稳压有功控制角度θ1；采用δ-θ1控制的正序控制环进行三相不平衡设备的直流母线电压稳定及无功功率的补偿；
采样不平衡设备输出的交流电流与不平衡电流，将交流电流与不平衡电流做差，经过PI调节器得到调制比θ2；对所述不平衡电流的交流电流进行相位提取，得到不平衡电流补偿的控制角度φ；采用φ-θ2控制的负序控制环进行三相负荷不平衡的补偿。
2.如权利要求1所述的三相不平衡治理设备的控制方法，其特征在于，还包括：将无功控制角度δ与稳压有功控制角度θ1的信号经过正弦信号生成器；将调制比θ2与不平衡电流补偿控制角度φ的信号经过另一正弦信号生成器；通过两个所述正弦信号生成器得到两组正弦调制信号，将两组正弦调制信号求和得到总正弦调制信号；将所述总正弦调制信号经过限幅进入SPWM调制单元，产生驱动脉冲进行无功和不平衡的补偿。
3.如权利要求2所述的三相不平衡治理设备的控制方法，其特征在于，三相不平衡设备的拓扑结构采用6只IGBT组成的三相半桥结构，分为三相，一相一个桥臂。
4.如权利要求3所述的三相不平衡治理设备的控制方法，其特征在于，所述直流母线采用两组分立的电解电容组成，所述电解电容的中点即为设备的N线，并网侧采用单L的主电路方式。
5.如权利要求4所述的三相不平衡治理设备的控制方法，其特征在于，三相不平衡设备接入到负载与电网之间，通过互感器检测负载电流，设备输出反相的无功和不平衡电流使入网电流为正序有功电流。
6.如权利要求5所述的三相不平衡治理设备的控制方法，其特征在于，
提取负载电流的正序无功电流采用瞬时无功检测算法，旋转角度采用电网电压的角度。
7.如权利要求6所述的三相不平衡治理设备的控制方法，其特征在于，利用数字锁相环方法，对所述不平衡电流的交流电流进行相位提取得到不平衡电流的控制角度φ。
8.三相不平衡治理设备的控制装置，其特征在于，包括：
正序控制环生成单元，用于采样负载电流与不平衡设备电流，提取负载与不平衡设备的正序无功电流，将所述负载的正序无功电流与不平衡设备的正序无功电流做差；经过PI调节器得到无功控制角度δ；采样直流母线电压，与母线电压设定值做差，经过PI调节器得到稳压有功控制角度θ1；采用δ-θ1控制的正序控制环进行三相不平衡设备的直流母线电压稳定及无功功率的补偿；
负序控制环生成单元，用于采样不平衡设备输出的交流电流与不平衡电流，将交流电流与不平衡电流做差，经过PI调节器得到调制比θ2；对所述交流电流进行相位提取，得到不平衡电流补偿的控制角度φ；采用φ-θ2控制的负序控制环进行三相负荷不平衡的补偿。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。
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