CN110429590B - 一种适用于电网模拟电源的谐波模拟控制方法 - Google Patents

一种适用于电网模拟电源的谐波模拟控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110429590B
CN110429590B CN201910672931.9A CN201910672931A CN110429590B CN 110429590 B CN110429590 B CN 110429590B CN 201910672931 A CN201910672931 A CN 201910672931A CN 110429590 B CN110429590 B CN 110429590B
Authority
CN
China
Prior art keywords
harmonic
fundamental wave
signal
wave generator
generator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910672931.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110429590A (zh
Inventor
朱国军
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Cowell Technology Co ltd
Original Assignee
Cowell Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Cowell Technology Co ltd filed Critical Cowell Technology Co ltd
Priority to CN201910672931.9A priority Critical patent/CN110429590B/zh
Publication of CN110429590A publication Critical patent/CN110429590A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110429590B publication Critical patent/CN110429590B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/40—Arrangements for reducing harmonics

Abstract

本发明公开了一种适用于电网模拟电源的谐波模拟控制方法，属于电气工程技术领域，包括获取三相基波发生器产生的基波信号，并从基波信号中提取谐波成分；设置参考谐波，并将参考谐波和从基波信号中提取的谐波成分进行合成，得到合成谐波；获取谐波发生器产生的谐波信号作为实际谐波，根据实际谐波信号计算各次谐波的电压有效值；将各次谐波的电压有效值与合成谐波的电压有效值进行比较，得到叠加后的谐波信号作为输出。本发明利用用户端设定的参考谐波与从三相基波中提取的谐波成分进行合成后作为比较器的正反馈，将谐波发生器产生的实际谐波作为比较器的负反馈，利用实际谐波有效值反馈控制输出电压有效值保持稳定，实现输出高精度谐波信号。

Description

一种适用于电网模拟电源的谐波模拟控制方法
技术领域
本发明涉及电气工程技术领域，特别涉及一种适用于电网模拟电源的谐波模拟控制方法。
背景技术
随着中国电力行业发展步伐的加快，电网也得到了迅速的发展，电网系统电压运行等级不断提高，网络规模不断扩大，电网中的谐波含量越来越高，为了评估和检测谐波对计量、电能质量设备的影响，技术人员借助电网模拟电源来模拟电网真实运行工况。
目前，市场上的电网模拟电源装置为了保障输出电压畸变率小于1%，因此在输出端增加了很大的LC滤波，无法产生较复杂的谐波信号，不能准确的模拟电网各类高次谐波，且输出的谐波信号精度低、稳定度不高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种适用于电网模拟电源的谐波模拟控制方法及系统，以实现高精度的模拟电网中各类谐波信号。
为实现以上目的，本发明采用一种适用于电网模拟电源的谐波模拟控制方法，电网模拟电源包括谐波发生器、三相基波发生器和控制电路，谐波发生器和三相基波发生器通过变压器串联耦合输出，控制电路分别与谐波发生器和三相基波发生器连接以对谐波发生器产生的谐波信号进行调整，包括：
获取三相基波发生器产生的基波信号，并从基波信号中提取谐波成分；
设置参考谐波，并将参考谐波和从基波信号中提取的谐波成分进行合成，得到合成谐波；
获取谐波发生器产生的谐波信号作为实际谐波，根据实际谐波信号计算各次谐波的电压有效值；
将各次谐波的电压有效值与合成谐波的电压有效值进行比较，得到叠加后的谐波信号作为输出。
与现有技术相比，本发明存在以下技术效果：本发明利用用户端设定的参考谐波（即设定参考谐波的幅值和相位角），来与从三相基波中提取的谐波成分进行合成，将合成得到的谐波电压指令作为比较器的正反馈，将谐波发生器产生的三相谐波电压有效值作为比较器的负反馈，利用合成得到的谐波电压对实际的三相谐波电压有效值进行修正，从而控制输出电压有效值保持稳定，实现输出高精度谐波信号。
附图说明
下面结合附图，对本发明的具体实施方式进行详细描述：
图1是电网模拟电源装置的结构示意图；
图2是一种适用于电网模拟电源的谐波模拟控制方法的流程示意图；
图3是谐波模拟控制流程示意图。
具体实施方式
为了更进一步说明本发明的特征，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图。所附图仅供参考与说明之用，并非用来对本发明的保护范围加以限制。
如图1至图3所示，本实施例公开了一种适用于电网模拟电源的谐波模拟控制方法，其用于对图1所示的电网模拟电源装置的输出谐波进行调整，该电网模拟电源装置包括谐波发生器、三相基波发生器和控制电路，谐波发生器和三相基波发生器通过变压器串联耦合输出，控制电路分别与谐波发生器和三相基波发生器连接以对谐波发生器产生的谐波信号进行调整。其具体调整步骤如下S1至S4：
S1、获取三相基波发生器产生的基波信号，并从基波信号中提取谐波成分；
S2、设置参考谐波，并将参考谐波和从基波信号中提取的谐波成分进行合成，得到合成谐波；
需要说明的是，这里的参考谐波是通过用户端进行设定，通过用户端输入参考谐波的幅值和相位角即可，这里将用户指令设定值作为比较器的正反馈，与基波信号中提取的谐波成分进行合成。
S3、获取谐波发生器产生的谐波信号作为实际谐波，根据实际谐波信号计算各次谐波的电压有效值；
S4、将实际的各次谐波的电压有效值与合成谐波的电压有效值进行比较，得到调制信号用于PWM驱动调制。
具体地，将得到合成后的谐波电压指令作为比较器的正反馈，将谐波发生器实际输出各次谐波电压有效值作为比较器的负反馈，通过实际输出各次谐波电压有效值作为负反馈，控制电网模拟电源装置输出的电压保持稳定。
具体地，如图1、图3所示，由于三相基波发生器产生的三相基波（A相、B相、C相）中存在谐波成分，需将其中的谐波成分提取出来，具体提取过程为：利用数模转换器ADC对三相基波电压Ua2、Ub2、Uc2信号进行采样，单周期20ms共采集1024个点，然后利用离散傅里叶变换方法对采集的1024个电压值进行处理，计算各次谐波的有效值和相位角。
同样的，利用数模转换器对谐波发生器产生的谐波电压Ua1、Ub1、Uc1信号进行采集，单周期20ms共采集1024个点，然后利用离散傅里叶变换方法对采集的1024个电压值进行处理，获得谐波发生器实际输出各次谐波的有效值和相位角，及得到谐波发生器实际输出各次谐波的电压有效值。
进一步地，本实施例中还通过采样输出电压Ua2、Ub2、Uc2和电感电流ia2、ib2、ic2对基波发生器产生的基波进行控制，具体过程为：实际输出电压Ua2、Ub2、Uc2的瞬时值经过检测后作为外环的反馈，外环的给定与反馈进行比较后的误差信号经过PI调节器调节，输出作为内环的给定信号。内环用电感电流ia2、ib2、ic2作为反馈变量，给定与电感电流反馈比较，误差经过比较调节器进行调节后，输出信号作为逆变器的控制信号。
进一步地，在上述步骤S4之后还包括步骤S5：合成谐波电压指令为给定，FFT计算实际各次谐波的有效值为反馈量，利用PI调节器对进行调节，并将调节后的信号进行调整。
所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种适用于电网模拟电源的谐波模拟控制方法，在传统的电网模拟电源基础上增加了谐波发生器单元，谐波发生器和基波发生器共母线输入连接，谐波发生器和三相基波发生器通过变压器串联耦合输出，控制电路分别与谐波发生器和三相基波发生器连接以对谐波发生器产生的谐波信号进行调整，其特征在于，包括：
获取三相基波发生器产生的基波信号，并从基波信号中提取谐波成分；
设置参考谐波，并将参考谐波和从基波信号中提取的谐波成分进行合成，得到合成谐波；
获取谐波发生器产生的谐波信号作为实际谐波，根据实际谐波信号计算各次谐波的电压有效值；
将实际的各次谐波的电压有效值与合成谐波的电压有效值进行负反馈做差处理，误差值经过PI调节器，得到的调整信号用于PWM调制；
其中，所述变压器包括第一变压器和第二变压器，所述第一变压器与所述第二变压器串联，所述第一变压器与所述第二变压器的输出端与电网零线连接；
所述谐波发生器包括两个串联的第一功率器件和两个串联的第二功率器件，且所述两个串联的第一功率器件与所述两个串联的第二功率器件并联，其输出端与所述第一变压器的输入端连接；
所述基波发生器包括两个串联的第三功率器件和两个串联的第四功率器件，且所述两个串联的第三功率器件与所述两个串联的第四功率器件并联，其输出端与所述第二变压器的输入端连接。
2.如权利要求1所述的适用于电网模拟电源的谐波模拟控制方法，其特征在于，所述获取三相基波发生器产生的基波信号，并从基波信号中提取谐波成分，包括：
对所述三相基波发生器产生的三相基波的电压信号进行采样，得到电压信号离散采样值；对电压信号离散采样值进行离散傅里叶变换处理，得到基波信号中各次谐波的幅值和相位角。
3.如权利要求1所述的适用于电网模拟电源的谐波模拟控制方法，其特征在于，还包括对所述三相基波发生器输出的基波进行控制，具体为：实际输出电压的瞬时值经过检测后作为外环的反馈，外环的给定与反馈进行比较后的误差信号经过PI调节器调节，输出作为内环的给定信号，内环用电感电流作为反馈变量，给定与电感电流反馈比较，误差经过比较调节器进行调节后，输出信号作为逆变器的控制信号。
4.如权利要求1所述的适用于电网模拟电源的谐波模拟控制方法，其特征在于，在将各次谐波的电压有效值与合成谐波的电压有效值进行比较，得到叠加后的谐波信号作为输出之后，还包括：
利用PI调节器对所述叠加后的谐波信号进行调节，并将调节后的谐波信号作为输出。
CN201910672931.9A 2019-07-24 2019-07-24 一种适用于电网模拟电源的谐波模拟控制方法 Active CN110429590B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910672931.9A CN110429590B (zh) 2019-07-24 2019-07-24 一种适用于电网模拟电源的谐波模拟控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910672931.9A CN110429590B (zh) 2019-07-24 2019-07-24 一种适用于电网模拟电源的谐波模拟控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110429590A CN110429590A (zh) 2019-11-08
CN110429590B true CN110429590B (zh) 2022-12-27

Family

ID=68412245

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910672931.9A Active CN110429590B (zh) 2019-07-24 2019-07-24 一种适用于电网模拟电源的谐波模拟控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110429590B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112688364A (zh) * 2020-12-22 2021-04-20 南京理工大学 一种用于大兆瓦级电网特性实时模拟装置的变流拓扑结构
CN112886828B (zh) * 2021-01-13 2022-08-12 江苏金风科技有限公司 一种电网模拟器拓扑结构及其控制方法
CN114256845A (zh) * 2021-12-07 2022-03-29 阳光电源股份有限公司 一种电网模拟装置及其高频谐波电流控制方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB524775A (en) * 1938-04-09 1940-08-14 Standard Telephones Cables Ltd Harmonic producing apparatus
CN101159379A (zh) * 2007-04-30 2008-04-09 湖南大学 混合有源电力滤波器及其直流侧电压控制方法
CN204228843U (zh) * 2014-09-25 2015-03-25 上海市质量监督检验技术研究院 一种交流电网模拟器拓扑结构
CN107196537A (zh) * 2017-06-05 2017-09-22 合肥工业大学 模拟同步发电机特性和谐波电压发生的装置及控制方法
CN107332231A (zh) * 2017-06-13 2017-11-07 合肥工业大学 适用于mw级的大功率电网模拟器拓扑结构
CN107707036A (zh) * 2017-11-01 2018-02-16 中国矿业大学 双通道无线电能传输系统及其能量与信号同步传输方法
CN108152672A (zh) * 2017-12-15 2018-06-12 北京交通大学 基于间谐波阻抗的孤岛检测系统及检测方法
CN108418219A (zh) * 2018-03-23 2018-08-17 国网福建省电力有限公司福州供电公司 基于fft的混合型无功补偿及谐波治理装置

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5585371B2 (ja) * 2010-10-14 2014-09-10 富士電機株式会社 分散型電源システム
JP5770454B2 (ja) * 2010-11-24 2015-08-26 横河電機株式会社 高調波成分測定装置
CN102901849A (zh) * 2012-08-29 2013-01-30 中国石油大学(华东) 畸变电网信号模拟装置
CN104300542B (zh) * 2014-10-16 2016-06-29 浙江大学 一种消除电网背景谐波对并网电流影响的方法及装置
CN104535820A (zh) * 2014-12-22 2015-04-22 国家电网公司 基于fbd法的三相有源电力滤波器谐波电流检测方法
CN104795821B (zh) * 2015-04-29 2018-05-08 中国电力科学研究院 一种逆变器电压谐波分频抑制方法
CN106487240B (zh) * 2015-08-28 2019-02-05 中国电力科学研究院 一种具有精确谐波电压和虚拟阻抗控制的电网模拟器
CN108336737A (zh) * 2018-03-23 2018-07-27 国网福建省电力有限公司福州供电公司 一种有源谐波发生器
CN109193749B (zh) * 2018-07-23 2020-05-01 合肥工业大学 基于递归离散傅里叶变换的谐波发生装置及控制方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB524775A (en) * 1938-04-09 1940-08-14 Standard Telephones Cables Ltd Harmonic producing apparatus
CN101159379A (zh) * 2007-04-30 2008-04-09 湖南大学 混合有源电力滤波器及其直流侧电压控制方法
CN204228843U (zh) * 2014-09-25 2015-03-25 上海市质量监督检验技术研究院 一种交流电网模拟器拓扑结构
CN107196537A (zh) * 2017-06-05 2017-09-22 合肥工业大学 模拟同步发电机特性和谐波电压发生的装置及控制方法
CN107332231A (zh) * 2017-06-13 2017-11-07 合肥工业大学 适用于mw级的大功率电网模拟器拓扑结构
CN107707036A (zh) * 2017-11-01 2018-02-16 中国矿业大学 双通道无线电能传输系统及其能量与信号同步传输方法
CN108152672A (zh) * 2017-12-15 2018-06-12 北京交通大学 基于间谐波阻抗的孤岛检测系统及检测方法
CN108418219A (zh) * 2018-03-23 2018-08-17 国网福建省电力有限公司福州供电公司 基于fft的混合型无功补偿及谐波治理装置

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A laboratory grid simulator based on three-phase four-leg inverter: Design and implementation;Fei Li 等;《2011 International Conference on Electrical Machines and Systems》;20111114;全文 *
大功率电网模拟器系统研究;朱虹等;《电源学报》;20170531;第15卷(第03期);全文 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110429590A (zh) 2019-11-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110429590B (zh) 一种适用于电网模拟电源的谐波模拟控制方法
Monfared et al. Direct active and reactive power control of single-phase grid-tie converters
CN108037475B (zh) 一种电容式电压互感器谐波传递特性试验系统
CN106411291B (zh) 一种阶数大于1的大功率可调高频分数阶电容及其控制方法
EP2397689A1 (en) Method and system for controlling a power production entity
EP3745574B1 (en) Power factor correction circuit, control method and controller
CN107294527A (zh) 同步旋转坐标系锁相环及其测试方法、装置
CN104601028B (zh) 参数在线整定的中点电压控制系统及方法
CN109581010A (zh) 交流电压标准源
CN116455357A (zh) 一种基于Boost电路的有源阻抗匹配箱及其调节方法
CN114935690A (zh) 一种适用于新能源并网系统阻抗测量的扰动注入和阻抗测量方法及系统
CN110719043A (zh) 一种逆变器谐波补偿方法及其控制装置
WO2012009367A1 (en) Power inverter systems with high-accuracy reference signal generation and associated methods of control
Ali et al. Design and performance test of three phased synchronous reference frame-phase locked loop (SRF-PLL) using DSPIC30F4011
CN109839524B (zh) 电压暂降发生器及电压暂降控制系统
CN104993487A (zh) 用于电压源型非线性负载谐波补偿的sapf控制方法
CN117134354A (zh) 并联型有源滤波器基于遗传算法的重复pi控制方法及模型
CN109066717B (zh) 一种静止无功发生器的无差同步控制方法
Suh et al. A control scheme of improved transient response for PWM AC/DC converter under generalized unbalanced operating conditions
CN111817312B (zh) 基于励磁动态增益量化调相机暂态稳定影响的方法及系统
CN106385030B (zh) 一种有源电力滤波器的谐波电压控制方法
CN112255457B (zh) 适用于自动准同期装置的相角差测量方法
CN203387496U (zh) 一种信号源的仿真装置
CN109787280B (zh) 基于起始阻抗角的逆变器系统线路阻抗模拟方法
JP3599157B2 (ja) 電力系統高調波リアルタイムシミュレータ

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
CB02 Change of applicant information
CB02 Change of applicant information

Address after: 230088 Building 2, Hupu Industrial Park, No. 4715, Wangjiang West Road, hi tech Zone, Hefei City, Anhui Province

Applicant after: Cowell Technology Co.,Ltd.

Address before: 230088 Building 2, Hupu Industrial Park, No. 4715, Wangjiang West Road, hi tech Zone, Hefei City, Anhui Province

Applicant before: Hefei Kewei Power System Co.,Ltd.

GR01 Patent grant
GR01 Patent grant