CN115085247A - 兼顾母线和电流峰值控制的电能质量补偿系统及方法 - Google Patents

兼顾母线和电流峰值控制的电能质量补偿系统及方法 Download PDF

Info

Publication number
CN115085247A
CN115085247A CN202110275402.2A CN202110275402A CN115085247A CN 115085247 A CN115085247 A CN 115085247A CN 202110275402 A CN202110275402 A CN 202110275402A CN 115085247 A CN115085247 A CN 115085247A
Authority
CN
China
Prior art keywords
current
processing unit
stage peak
current threshold
unit
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.)
Pending
Application number
CN202110275402.2A
Other languages
English (en)
Inventor
黄恒
刘然
吴帅
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.)
Delta Electronics Shanghai Co Ltd
Original Assignee
Delta Electronics Shanghai 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 Delta Electronics Shanghai Co Ltd filed Critical Delta Electronics Shanghai Co Ltd
Priority to CN202110275402.2A priority Critical patent/CN115085247A/zh
Priority to US17/461,401 priority patent/US11444460B1/en
Publication of CN115085247A publication Critical patent/CN115085247A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • H02J3/1821—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators
    • H02J3/1835—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators with stepless control
    • H02J3/1842—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using shunt compensators with stepless control wherein at least one reactive element is actively controlled by a bridge converter, e.g. active filters
    • 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
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • 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
    • H02J3/01—Arrangements for reducing harmonics or ripples
    • 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
    • H02J3/12—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/14—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by switching loads on to, or off from, network, e.g. progressively balanced loading
    • H02J3/144—Demand-response operation of the power transmission or distribution network
    • 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
    • H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • 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
    • H02J3/18—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • H02J3/20—Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks in long overhead lines

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本公开提供一种兼顾母线和电流峰值控制的电能质量补偿系统及方法，第一级峰值电流处理单元用以使第一指令电流小于或等于第一电流阈值，第二级峰值电流处理单元根据采样电流及第二电流阈值产生第二PWM驱动信号及第二比较值，第三级峰值电流处理单元根据采样电流及第三电流阈值产生第三PWM驱动信号，变换单元所输出的采样电流分别与第二电流阈值及第三电流阈值进行比较以控制变换单元的运行。且电能质量补偿系统根据采样电流和第二电流阈值的比较结果及实际直流母线电压与参考直流母线电压的比较结果实时调整第一电流阈值，此电能质量补偿系统可以降低引发过流和过压保护的可能性，可靠性较高。

Description

兼顾母线和电流峰值控制的电能质量补偿系统及方法
技术领域
本公开涉及一种兼顾母线及电流峰值控制的电能质量补偿系统及方法，特别涉及一种不易引发过压或过流保护，且具有高可靠性的电能质量补偿系统。
背景技术
随着非线性负载接入电网的数量提升，非线性负载所产生的谐波及无功电流对电网内的电力设备的危害日益显着，使得人们越来越重视流入电网的电流的电能质量。传统方式主要利用电能质量补偿系统，例如有源电力滤波器(APF，Active Power Filter)或者静止无功发生器(SVG，Static Var Generator)，补偿非线性负载所产生的谐波及无功电流，以提高流入电网的电流的电能质量。
电能质量补偿系统通过提取非线性负载电流(或电网电流)中的谐波及无功分量，产生与之大小相等且方向相反的电流，以抑制流入电网的电流中的谐波及无功分量，从而提高流入电网的电流的电能质量。传统电能质量补偿系统一般采用双环控制方式补偿谐波及无功电流，其中，电压环使电能质量补偿系统内的直流母线电压平均值稳定在一特定范围内，电流环用以实现电能质量补偿系统输出电流对指令电流的跟踪，指令电流通过电压环的输出及提取的非线性负载电流(或电网电流)的谐波和无功分量确定。
传统电能质量补偿系统在补偿非线性负载产生的谐波及无功电流时，为了限制电能质量补偿系统的输出电流的峰值，一般利用一个峰值电流处理单元同时控制非线性负载(或者电网)的指令电流及电能质量补偿系统内电压环控制单元输出的指令电流，故当电能质量补偿系统中变换单元输出的实际直流母线电压偏离参考直流母线电压，导致电压环控制单元输出的指令电流过高时，峰值电流处理单元会抑制电压环控制单元输出的电流，进而削弱了电能质量补偿系统对直流母线电压的控制能力，而引发电能质量补偿系统进行频繁的过压保护。
此外，为了实现电能质量补偿系统内变换单元的过流保护，传统电能质量补偿系统利用另一个峰值电流处理单元检测变换单元的输出电流并对其进行过流保护，然而，于一些应用场景下，由于非线性负载的电流峰值过高、母线电压环的有功指令过大等原因，使得变换单元的输出电流非常容易超过电能质量补偿系统内所预设的电流阈值，进而引发电能质量补偿系统进行频繁的过流保护，最终导致电能质量补偿系统宕机，甚至炸机，将严重影响电能质量补偿系统的可靠性。
因此，如何发展一种可改善上述现有技术的电能质量补偿系统，实为目前迫切的需求。
发明内容
本公开的目的在于提供一种兼顾母线及电流峰值控制的电能质量补偿系统及方法，其可降低电能质量补偿系统引发过压或过流保护的可能性，提升其可靠性。
为达上述目的，本公开提供一种电能质量补偿系统，电性耦接于电网及非线性负载，且包含第一级峰值电流处理单元、电流控制单元、电流阈值调节单元、变换单元、第二级峰值电流处理单元、减法器、电压环控制单元、第三级峰值电流处理单元及驱动电路。第一级峰值电流处理单元接收第一指令电流和第一电流阈值以输出瞬时电流指令，第一级峰值电流处理单元用于使第一指令电流小于或等于第一电流阈值。电流控制单元依据瞬时电流指令及第二指令电流产生第一PWM驱动信号。电流阈值调节单元电性耦接于第一级峰值电流处理单元，根据第二指令电流或第一比较值两者之一及第二比较值动态调整第一电流阈值的大小。变换单元根据主驱动信号输出一输出电流及实际直流母线电压。第二级峰值电流处理单元电性耦接于变换单元及电流阈值调节单元之间，根据采样电流及第二电流阈值产生第二比较值及第二PWM驱动信号。减法器电性耦接于变换单元及电流阈值调节单元，根据实际直流母线电压及参考直流母线电压输出第一比较值。电压环控制单元电性耦接于减法器，根据第一比较值输出第二指令电流。第三级峰值电流处理单元电性耦接于变换单元，根据采样电流与第三电流阈值的比较结果产生第三PWM驱动信号。驱动电路电性耦接于电流控制单元、第二级峰值电流处理单元、第三级峰值电流处理单元及变换单元，根据第一PWM驱动信号、第二PWM驱动信号及第三PWM驱动信号输出主驱动信号至变换单元，变换单元依据主驱动信号进行作动。
本公开还提供一种控制方法，应用于上述的电能质量补偿系统。执行步骤S1：第一级峰值电流处理单元检测第一指令电流及第一电流阈值；执行步骤S2：第一级峰值电流处理单元根据第一电流阈值使第一指令电流小于或等于第一电流阈值；执行步骤S3：第二级峰值电流处理单元检测采样电流及第二电流阈值；执行步骤S4：第二级峰值电流处理单元根据采样电流及所述第二电流阈值输出第二PWM驱动信号及第二比较值，驱动电路根据第二PWM驱动信号输出主驱动信号控制变换单元的工作状态，电流阈值调节单元根据第二比较值调节第一电流阈值；执行步骤S5：第三级峰值电流处理单元检测采样电流及第三电流阈值；执行步骤S6：第三级峰值电流处理单元根据采样电流及第三电流阈值输出第三PWM驱动信号，驱动电路根据第三PWM驱动信号输出主驱动信号控制变换单元的工作状态。
本公开的电能质量补偿系统及其控制方法可降低系统引发过压或过流保护的可能性，可靠性较高。
附图说明
图1为本公开第一优选实施例的电能质量补偿系统的电路结构示意图。
图2为本公开第二优选实施例的电能质量补偿系统的电路结构示意图。
图3为本公开第三优选实施例的电能质量补偿系统的电路结构示意图。
图4为本公开第四优选实施例的电能质量补偿系统的电路结构示意图。
图5为本公开第五优选实施例的电能质量补偿系统的电路结构示意图。
图6为本公开第六优选实施例的电能质量补偿系统的电路结构示意图。
图7为本公开第七优选实施例的电能质量补偿系统的电路结构示意图。
图8为本公开第八优选实施例的电能质量补偿系统的电路结构示意图。
图9为本公开图1至图8所示的电能质量补偿系统的一种控制方法流程图。
图10为本公开图1至图8所示的电能质量补偿系统的第一级峰值电流处理单元的控制方法流程图。
图11为本公开图1至图8所示的电能质量补偿系统的第二级峰值电流处理单元的控制方法流程图。
图12为本公开图1至图8所示的电能质量补偿系统的第三级峰值电流处理单元的控制方法流程图。
附图标记说明：
1、1a、1b、1c、1d、1e、1f、1g：电能质量补偿系统
11：第一端
12：第二端
2：电网
is：电网电流
3：非线性负载
iL：非线性负载电流
41：第一级峰值电流处理单元
42：电流控制单元
43：电流阈值调节单元
44：变换单元
441：逆变器
442：滤波器
443：第一电感
443a：第一端
443b：第二端
444：第二电感
444a：第一端
444b：第二端
445：电容
45：第二级峰值电流处理单元
46：减法器
47：电压环控制单元
48：第三级峰值电流处理单元
49：驱动电路
50：电流检测单元
51：加法器
ih,ref：第一指令电流
ith1：第一电流阈值
iins：瞬时电流指令
id,ref：第二指令电流
iref：参考电流指令
C1：第一比较值
C2：第二比较值
PWM1：第一PWM驱动信号
PWM2：第二PWM驱动信号
PWM3：第三PWM驱动信号
PWM4：主驱动信号
iout：输出电流
iapf：采样电流
ubus：实际直流母线电压
ith2：第二电流阈值
ubus,ref：参考直流母线电压
ith3：第三电流阈值
S1-S7、S21、S22、S41、S42、S61、S62、S81-S84：步骤
具体实施方式
体现本公开特征与优点的一些典型实施例将在后段的说明中详细叙述。应理解的是本公开能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本公开的范围，且其中的说明及图示在本质上是当作说明之用，而非用以限制本公开。
图1为本公开第一优选实施例的电能质量补偿系统的电路结构示意图。如图1所示，本实施例的电能质量补偿系统1可为但不限为有源电力滤波器、静止无功发生器或带谐波补偿功能的增强型静止无功发生器。电能质量补偿系统1电性耦接于电网2及非线性负载3，电能质量补偿系统1具有第一端11及第二端12，电能质量补偿系统1的第一端11电性耦接于电网2及电能质量补偿系统1的第二端12之间，电能质量补偿系统1的第二端12电性耦接于电能质量补偿系统1的第一端11及非线性负载3之间，其中电能质量补偿系统1的第一端11构成电能质量补偿系统1的输出端，电能质量补偿系统1的第二端12构成电能质量补偿系统1的输入端，电能质量补偿系统1通过第二端12获取非线性负载3的电流值，具体地，可以通过一电流传感器获取非线性负载3的电流值，此电能质量补偿系统1为一个开环补偿系统。在本实施例中，电网2输出电网电流is，电能质量补偿系统1输出输出电流iout，将输出电流iout和电网电流is叠加得到非线性负载电流iL。
电能质量补偿系统1包含第一级峰值电流处理单元41、电流控制单元42、电流阈值调节单元43、变换单元44、第二级峰值电流处理单元45、减法器46、电压环控制单元47、第三级峰值电流处理单元48以及驱动电路49。第一级峰值电流处理单元41用以接收具有非线性负载电流iL中的基波正序分量、基波负序分量、基波零序分量和谐波分量的第一指令电流ih,ref，其中第一指令电流ih,ref为与非线性负载电流iL相关的一参考电流，且第一级峰值电流处理单元41电性耦接于电流阈值调节单元43，以接收电流阈值调节单元43所输出的第一电流阈值ith1，第一级峰值电流处理单元41用以比较第一指令电流ih,ref及第一电流阈值ith1，且根据第一指令电流ih,ref及第一电流阈值ith1的比较结果输出瞬时电流指令iins，第一级峰值电流处理单元41用于使第一指令电流ih,ref小于或等于第一电流阈值ith1。
在一些实施例中，电能质量补偿系统1还包括加法器51，加法器51电性耦接于第一级峰值电流处理单元41及电压环控制单元47，以接收第一级峰值电流处理单元41所输出的瞬时电流指令iins及电压环控制单元47所输出的第二指令电流id,ref，且将瞬时电流指令iins及第二指令电流id,ref相加以输出参考电流指令iref。电流控制单元42电性耦接于加法器51，以接收包含瞬时电流指令iins及第二指令电流id,ref的电流信息的参考电流指令iref，而电流控制单元42根据瞬时电流指令iins及第二指令电流id,ref而产生第一PWM驱动信号PWM1。
电流阈值调节单元43电性耦接于第二级峰值电流处理单元45、减法器46及第一级峰值电流处理单元41，以接收第二级峰值电流处理单元45所输出的第二比较值C2及减法器46所输出的第一比较值C1，并根据第一比较值C1及第二比较值C2动态调整第一电流阈值ith1的大小，以将动态调整后的第一电流阈值ith1输出至第一级峰值电流处理单元41。
变换单元44电性耦接于驱动电路49及电能质量补偿系统1的第一端11之间，以依据驱动电路49所输出的主驱动信号PWM4输出输出电流iout及实际直流母线电压ubus，其中输出电流iout经由电能质量补偿系统1的第一端11与电网2输出的电网电流is叠加以抑制电网电流is中的谐波及无功分量，从而提高电网电流is的电能质量。
第二级峰值电流处理单元45电性耦接于变换单元44及电流阈值调节单元43之间，第二级峰值电流处理单元45根据变换单元44的输出的采样电流iapf及第二电流阈值ith2的比较结果产生第二比较值C2及第二PWM驱动信号PWM2，且将第二比较值C2输出至电流阈值调节单元43，其中第二比较值C2用以调节电流阈值调节单元43所输出的第一电流阈值ith1。另外，于一些实施例中，第二电流阈值ith2可预设存储于电能质量补偿系统1内的控制单元(未图示)内。
减法器46电性耦接于变换单元44及电流阈值调节单元43之间，以接收变换单元44所输出的实际直流母线电压ubus及参考直流母线电压ubus,ref，并根据实际直流母线电压ubus及参考直流母线电压ubus,ref的比较结果输出第一比较值C1至电流阈值调节单元43，其中第一比较值C1用以调节电流阈值调节单元43所输出的第一电流阈值ith1。
电压环控制单元47电性耦接于减法器46及加法器51之间，以接收减法器46所输出的第一比较值C1，并根据第一比较值C1输出第二指令电流id,ref至加法器51。
第三级峰值电流处理单元48电性耦接于变换单元44，以接收变换单元44所输出的采样电流iapf及第三电流阈值ith3，并根据采样电流iapf及第三电流阈值ith3的比较结果产生第三PWM驱动信号PWM3。于一些实施例中，参考直流母线电压ubus,ref及第三电流阈值ith3可分别预设存储于电能质量补偿系统1内的控制单元(未图示)内。
驱动电路49电性耦接于电流控制单元42、第二级峰值电流处理单元45、第三级峰值电流处理单元48及变换单元44，以接收电流控制单元42所输出的第一PWM驱动信号PWM1、第二级峰值电流处理单元45所输出的第二PWM驱动信号PWM2及第三级峰值电流处理单元48所输出的第三PWM驱动信号PWM3，并根据第一PWM驱动信号PWM1、第二PWM驱动信号PWM2及第三PWM驱动信号PWM3输出主驱动信号PWM4至变换单元44中的逆变器，而变换单元44中的逆变器则依据主驱动信号PWM4进行作动，以使得变换单元44所输出的输出电流iout的电流值对应于第一指令电流ih,ref，优选为输出电流iout的电流值等于第一指令电流ih,ref，进而使输出电流iout补偿电网电流is中的基波正序分量、基波负序分量、基波零序分量和谐波分量。
且于本实施例中，第一级峰值电流处理单元41接收第一指令电流ih,ref及第一电流阈值ith1以输出瞬时电流指令iins，第一级峰值电流处理单元41用于确认第一指令电流ih,ref是否大于第一电流阈值ith1，若第一指令电流ih,ref大于第一电流阈值ith1，则第一级峰值电流处理单元41所输出的瞬时电流指令iins的绝对值为第一电流阈值ith1，若第一指令电流ih,ref小于或等于第一电流阈值ith1，则瞬时电流指令iins的绝对值为第一指令电流ih,ref，以达到使第一指令电流ih,ref小于或等于第一电流阈值ith1的目。
且于本实施例中，第二级峰值电流处理单元45所输出的第二PWM驱动信号PWM2反应出变换单元44所输出的采样电流iapf大于或等于第二电流阈值ith2时，驱动电路49根据第二PWM驱动信号PWM2以输出主驱动信号PWM4以控制变换单元44暂时停止运行。此外，于第二级峰值电流处理单元45所输出的第二比较值C2反应出变换单元44所输出的采样电流iapf大于或等于第二电流阈值ith2时，电流阈值调节单元43根据第二级峰值电流处理单元45所输出的第二比较值C2降低电流阈值调节单元43所输出的第一电流阈值ith1。此时若第一级峰值电流处理单元41确认第一指令电流ih,ref仍大于第一电流阈值ith1，第一级峰值电流处理单元41将对第一指令电流ih,ref进行限制。
且于本实施例中，减法器46所输出的第一比较值C1反应出变换单元44所输出的实际直流母线电压ubus与参考直流母线电压ubus,ref的差值大于或等于设定阈值时，电流阈值调节单元43根据第一比较值C1降低电流阈值调节单元43所输出的第一电流阈值ith1，此时若第一级峰值电流处理单元41确认第一指令电流ih,ref仍大于第一电流阈值ith1，第一级峰值电流处理单元41将对第一指令电流ih,ref进行限制。
此外，第二级峰值电流处理单元45持续检测变换单元44所输出的采样电流iapf及第二电流阈值ith2，且减法器46持续检测变换单元44所输出的实际直流母线电压ubus与参考直流母线电压ubus,ref，当电流阈值调节单元43降低第一电流阈值ith1后，第二级峰值电流处理单元45所输出的第二比较值C2反应出变换单元44所输出的采样电流iapf小于第二电流阈值ith2，且减法器46所输出的第一比较值C1反应出变换单元44所输出的实际直流母线电压ubus与参考直流母线电压ubus,ref的差值小于设定阈值时，电流阈值调节单元43根据第一比较值C1及第二比较值C2提升电流阈值调节单元43所输出的第一电流阈值ith1，驱动电路49根据第二PWM驱动信号PWM2以输出主驱动信号PWM4以控制变换单元44恢复运行。而于电流阈值调节单元43提升第一电流阈值ith1之后，若第一级峰值电流处理单元41确认第一指令电流ih,ref大于第一电流阈值ith1，第一级峰值电流处理单元41将对第一指令电流ih,ref进行限制。
此外，于第三级峰值电流处理单元48所输出的第三PWM驱动信号PWM3反应出变换单元44所输出的采样电流iapf大于第三电流阈值ith3时，驱动电路49根据第三PWM驱动信号PWM3以输出主驱动信号PWM4以控制变换单元44为关机状态。
在一些实施例中，第一级峰值电流处理单元41、第二级峰值电流处理单元45及第三级峰值电流处理单元48均为实时工作，且第一电流阈值ith1小于第二电流阈值ith2，第二电流阈值ith2小于第三电流阈值ith3。
由上述的电能质量补偿系统可知，相较于传统的电能质量补偿系统，在一些恶劣的工况下，本公开的电能质量补偿系统1将采样电流iapf分别与第二电流阈值ith2及第三电流阈值ith3进行比较以控制变换单元44的运行，同时将第一指令电流ih,ref与第一电流阈值ith1进行比较，达到使第一指令电流ih,ref小于或等于第一电流阈值ith1的目的，且电流阈值调节单元43根据采样电流iapf和第二电流阈值ith2的比较结果及实际直流母线电压ubus与参考直流母线电压ubus,ref的比较结果实时调整第一电流阈值ith1，使得电能质量补偿系统1避免频繁的出现过压保护或过流保护，提高了系统的可靠性。
由上可知，本公开的电能质量补偿系统1的第一级峰值电流处理单元41所输出的瞬时电流指令iins仅用以达到使非线性负载电流iL的第一指令电流ih,ref小于或等于第一电流阈值ith1的目的，而用以控制变换单元44的直流母线电压的第二指令电流id,ref则不通过第一级峰值电流处理单元41，因此用以控制变换单元44的直流母线电压的第二指令电流id,ref不会被第一级峰值电流处理单元41所输出的瞬时电流指令iins限制，且电流阈值调节单元43会根据采样电流iapf和第二电流阈值ith2的比较结果及实际直流母线电压ubus与参考直流母线电压ubus,ref的比较结果实时调整第一电流阈值ith1，故相较于传统电能质量补偿系统的峰值电流处理单元同时控制非线性负载电流及用以控制变换单元的直流母线电压的指令电流，本公开的电能质量补偿系统1的直流母线电压的控制能力较强，且可降低引发过压保护的可能性，故本公开的电能质量补偿系统1的可靠性较高。此外，本公开的电能质量补偿系统1具有第二级峰值电流处理单元45及第三级峰值电流处理单元48，其中第二级峰值电流处理单元45根据变换单元44所输出的采样电流iapf及变换单元44的第二电流阈值ith2产生第二PWM驱动信号PWM2至驱动电路49，第三级峰值电流处理单元48根据变换单元44所输出的采样电流iapf及第三电流阈值ith3产生第三PWM驱动信号PWM3，因此本公开的变换单元44所输出的采样电流iapf分别与变换单元44的第二电流阈值ith2及第三电流阈值ith3进行比较以控制变换单元44的运行，因此相较于传统电能质量补偿系统内的变换单元所输出的电流仅与电能质量补偿系统内所预设的电流阈值比较，本公开的电能质量补偿系统1可降低引发过流保护的可能性，且可靠性较高。
于一些实施例中，电能质量补偿系统1还包含电流检测单元50，电流检测单元50电性耦接于电能质量补偿系统1的第二端12及第一级峰值电流处理单元41之间，且电流检测单元50用于检测非线性负载3所输出的非线性负载电流iL中的基波正序分量、基波负序分量、基波零序分量和谐波分量，并依据检测结果输出第一指令电流ih,ref至第一级峰值电流处理单元41。
请继续参阅图1，变换单元44包括逆变器441及滤波器442，逆变器441与驱动电路49电性耦接，逆变器441用以接收驱动电路49所输出的主驱动信号PWM4，进而依据主驱动信号PWM4进行作动，以对应控制变换单元44所输出的输出电流iout。滤波器442包含第一电感443、第二电感444及电容445，第一电感443的第一端443a电性耦接于电能质量补偿系统1的第一端11，第一电感443的第二端443b、第二电感444的第一端444a及电容445的第一端445a共接，电容445的第二端445b与第二电感444的第二端444b分别与逆变器441电性耦接。于本实施例中，变换单元44的输出电流iout为流经第一电感443的电流，而第二电感444的第一端444a与第二级峰值电流处理单元45电性耦接，因此第二级峰值电流处理单元45所检测的采样电流iapf为流经第二电感444的电流。
请参阅图2，其中图2为本公开第二优选实施例的电能质量补偿系统的电路结构示意图。如图2所示，本实施例的电能质量补偿系统1a包含第一级峰值电流处理单元41、电流控制单元42、电流阈值调节单元43、变换单元44、第二级峰值电流处理单元45、减法器46、电压环控制单元47、第三级峰值电流处理单元48以及驱动电路49，其中电能质量补偿系统1a的第一级峰值电流处理单元41、电流控制单元42、电流阈值调节单元43、变换单元44、第二级峰值电流处理单元45、减法器46、电压环控制单元47、第三级峰值电流处理单元48以及驱动电路49分别与图1所示的组件相似，且相似的组件标号代表相似的组件结构、作动与功能，故于此不再赘述。而于本实施例中，相较于图1的第二级峰值电流处理单元45所检测的采样电流iapf为流经第二电感444的电流，本实施例的第二级峰值电流处理单元45与第一电感443的第二端443b电性耦接，因此第二级峰值电流处理单元45所检测的采样电流iapf为流经第一电感443的电流，即为变换单元44的输出电流iout。
请参阅图3，其中图3为本公开第三优选实施例的电能质量补偿系统的电路结构示意图。如图3所示，本实施例的电能质量补偿系统1b包含第一级峰值电流处理单元41、电流控制单元42、电流阈值调节单元43、变换单元44、第二级峰值电流处理单元45、减法器46、电压环控制单元47、第三级峰值电流处理单元48以及驱动电路49，其中电能质量补偿系统1b的第一级峰值电流处理单元41、电流控制单元42、电流阈值调节单元43、变换单元44、第二级峰值电流处理单元45、减法器46、电压环控制单元47、第三级峰值电流处理单元48以及驱动电路49分别与图1所示的组件相似，且相似的组件标号代表相似的组件结构、作动与功能，故于此不再赘述。而于本实施例中，电能质量补偿系统1b的第一端11电性耦接于非线性负载3及电能质量补偿系统1b的第二端12之间，电能质量补偿系统1b的第二端12电性耦接于电能质量补偿系统1b的第一端11及电网2之间，通过第二端12获取电网电流is，具体地，可以通过一电流传感器获取电网电流is，此电能质量补偿系统1b构成一个闭环补偿系统。而于本实施例中，电流检测单元50用于检测电网电流is中的基波正序分量、基波负序分量、基波零序分量和谐波分量，并依据检测结果输出第一指令电流ih,ref，其中第一指令电流ih,ref为与电网电流is相关的一参考电流。
请参阅图4，其中图4为本公开第四优选实施例的电能质量补偿系统的电路结构示意图。如图所示，本实施例的电能质量补偿系统1c包含第一级峰值电流处理单元41、电流控制单元42、电流阈值调节单元43、变换单元44、第二级峰值电流处理单元45、减法器46、电压环控制单元47、第三级峰值电流处理单元48以及驱动电路49，其中电能质量补偿系统1c的第一级峰值电流处理单元41、电流控制单元42、电流阈值调节单元43、变换单元44、第二级峰值电流处理单元45、减法器46、电压环控制单元47、第三级峰值电流处理单元48以及驱动电路49分别与图3所示的组件相似，且相似的组件标号代表相似的组件结构、作动与功能，故于此不再赘述。而于本实施例中，相较于图3的第二级峰值电流处理单元45所检测的采样电流iapf为流经第二电感444的电流，本实施例的第二级峰值电流处理单元45与第一电感443的第二端443b电性耦接，因此第二级峰值电流处理单元45所检测的采样电流iapf为流经第一电感443的电流，即为变换单元44的输出电流iout。
请参阅图5，其中图5为本公开第五优选实施例的电能质量补偿系统的电路结构示意图。如图所示，本实施例的电能质量补偿系统1d包含第一级峰值电流处理单元41、电流控制单元42、电流阈值调节单元43、变换单元44、第二级峰值电流处理单元45、减法器46、电压环控制单元47、第三级峰值电流处理单元48以及驱动电路49，其中电能质量补偿系统1d的第一级峰值电流处理单元41、电流控制单元42、电流阈值调节单元43、变换单元44、第二级峰值电流处理单元45、减法器46、电压环控制单元47、第三级峰值电流处理单元48以及驱动电路49分别与图1所示的组件相似，且相似的组件标号代表相似的组件结构、作动与功能，故于此不再赘述。而于本实施例中，电流阈值调节单元43并未如图1所示的电性耦接于减法器46，而是电性耦接于电压环控制单元47，以接收电压环控制单元47所输出的第二指令电流id,ref。电流阈值调节单元43根据第二级峰值电流处理单元45所输出的第二比较值C2及电压环控制单元47所输出的第二指令电流id,ref，以动态调整第一电流阈值ith1的大小，并将动态调整后的第一电流阈值ith1输出至第一级峰值电流处理单元41，其控制方式与图1的电流阈值调节单元43利用第一比较值C1的控制方式相似，于此不再赘述。
请参阅图6，其中图6为本公开第六优选实施例的电能质量补偿系统的电路结构示意图。如图所示，本实施例的电能质量补偿系统1e包含第一级峰值电流处理单元41、电流控制单元42、电流阈值调节单元43、变换单元44、第二级峰值电流处理单元45、减法器46、电压环控制单元47、第三级峰值电流处理单元48以及驱动电路49，其中电能质量补偿系统1e的第一级峰值电流处理单元41、电流控制单元42、电流阈值调节单元43、变换单元44、第二级峰值电流处理单元45、减法器46、电压环控制单元47、第三级峰值电流处理单元48以及驱动电路49分别与图5所示的组件相似，且相似的组件标号代表相似的组件结构、作动与功能，故于此不再赘述。而于本实施例中，相较于图5的第二级峰值电流处理单元45所检测的采样电流iapf为流经第二电感444的电流，本实施例的第二级峰值电流处理单元45与第一电感443的第二端443b电性耦接，因此第二级峰值电流处理单元45所检测的采样电流iapf为流经第一电感443的电流，即为变换单元44的输出电流iout。
请参阅图7，其中图7为本公开第七优选实施例的电能质量补偿系统的电路结构示意图。如图7所示，本实施例的电能质量补偿系统1f包含第一级峰值电流处理单元41、电流控制单元42、电流阈值调节单元43、变换单元44、第二级峰值电流处理单元45、减法器46、电压环控制单元47、第三级峰值电流处理单元48以及驱动电路49，其中电能质量补偿系统1f的第一级峰值电流处理单元41、电流控制单元42、电流阈值调节单元43、变换单元44、第二级峰值电流处理单元45、减法器46、电压环控制单元47、第三级峰值电流处理单元48以及驱动电路49分别与图5所示的组件相似，且相似的组件标号代表相似的组件结构、作动与功能，故于此不再赘述。于本实施例中，电能质量补偿系统1f的第一端11电性耦接于非线性负载3及电能质量补偿系统1f的第二端12之间，电能质量补偿系统1f的第二端12电性耦接于电能质量补偿系统1f的第一端11及电网2之间，通过第二端12获取电网电流is，具体地，可以通过一电流传感器获取电网电流is，此电能质量补偿系统1f构成一个闭环补偿系统。而于本实施例中，电流检测单元50用于检测电网电流is中的基波正序分量、基波负序分量、基波零序分量和谐波分量，并依据检测结果输出第一指令电流ih,ref，其中第一指令电流ih,ref为与电网电流is相关的一参考电流。
请参阅图8，其中图8为本公开第八优选实施例的电能质量补偿系统的电路结构示意图。如图8所示，本实施例的电能质量补偿系统1g包含第一级峰值电流处理单元41、电流控制单元42、电流阈值调节单元43、变换单元44、第二级峰值电流处理单元45、减法器46、电压环控制单元47、第三级峰值电流处理单元48以及驱动电路49，其中电能质量补偿系统1g的第一级峰值电流处理单元41、电流控制单元42、电流阈值调节单元43、变换单元44、第二级峰值电流处理单元45、减法器46、电压环控制单元47、第三级峰值电流处理单元48以及驱动电路49分别与图7所示的组件相似，且相似的组件标号代表相似的组件结构、作动与功能，故于此不再赘述。于本实施例中，相较于图7的第二级峰值电流处理单元45所检测的采样电流iapf为流经第二电感444的电流，本实施例的第二级峰值电流处理单元45与第一电感443的第二端443b电性耦接，因此第二级峰值电流处理单元45所检测的采样电流iapf为流经第一电感443的电流，即为变换单元44的输出电流iout。
请参阅图9，其为应用于本公开图1至图8所示的电能质量补偿系统的一种控制方法流程图。该电能质量补偿系统的控制方法包括:执行步骤S1，第一级峰值电流处理单元41检测第一指令电流ih,ref及第一电流阈值ith1。执行步骤S2，第一级峰值电流处理单元41根据第一电流阈值ith1使第一指令电流ih,ref小于或等于第一电流阈值ith1。执行步骤S3，第二级峰值电流处理单元45检测采样电流iapf及第二电流阈值ith2，执行步骤S4，第二级峰值电流处理单元45根据采样电流iapf及第二电流阈值ith2，输出第二PWM驱动信号PWM2及第二比较值C2，驱动电路49根据第二PWM驱动信号PWM2以输出主驱动信号PWM4以控制变换单元44的工作状态，电流阈值调节单元43根据第二比较值C2调节电流阈值调节单元43所输出的第一电流阈值ith1。执行步骤S5，第三级峰值电流处理单元48检测采样电流iapf及第三电流阈值ith3。执行步骤S6，第三级峰值电流处理单元48根据采样电流iapf及第三电流阈值ith3输出第三PWM驱动信号PWM3，驱动电路49根据第三PWM驱动信号PWM3以输出主驱动信号PWM4以控制变换单元44的工作状态。可以理解的是，附图中所示的流程图仅是示例性说明，不是必须按所描述的顺序执行。在一些实施例中，第一级峰值电流处理单元41、第二级峰值电流处理单元45及第三级峰值电流处理单元48均为实时工作，第一电流阈值ith1小于第二电流阈值ith2，第二电流阈值ith2小于第三电流阈值ith3。
请参见图10，其为应用于本公开图1至图8所示的电能质量补偿系统的第一级峰值电流处理单元41的控制方法流程图。在一些实施例中，第一级峰值电流处理单元41的控制方法包括：执行步骤S1，第一级峰值电流处理单元41检测第一指令电流ih,ref及第一电流阈值ith1。执行步骤S21，第一级峰值电流处理单元41确认第一指令电流ihref是否大于第一电流阈值ith1并根据确认结果第一级峰值电流处理单元41输出瞬时电流指令iins，若步骤S21的确认结果为是则执行步骤S22，第一级峰值电流处理单元41输出的瞬时电流指令iins的绝对值为第一电流阈值ith1，以达到使第一指令电流ih,ref小于或等于第一电流阈值ith1的目的，执行完步骤S22后则重新执行步骤S1，即第一级峰值电流处理单元41实时对第一指令电流ih,ref及第一电流阈值ith1进行检测。若步骤S21的确认结果为否则重新执行步骤S1，第一级峰值电流处理单元41继续检测第一指令电流ih,ref及第一电流阈值ith1，此时瞬时电流指令iins的绝对值为第一指令电流ih,ref。
请参阅图11，其为应用于本公开图1至图8所示的电能质量补偿系统的第二级峰值电流处理单元45的控制方法流程图。在一些实施例中，第二级峰值电流处理单元45的控制方法包括：执行步骤S3，第二级峰值电流处理单元45检测采样电流iapf及第二电流阈值ith2，执行步骤S41，第二级峰值电流处理单元45确认采样电流iapf是否大于或等于第二电流阈值ith2，并根据确认结果输出第二PWM驱动信号PWM2及第二比较值C2。若步骤S41的确认结果为是，即代表第二级峰值电流处理单元45确认采样电流iapf大于或等于第二电流阈值ith2时，则执行步骤S42，驱动电路49根据第二PWM驱动信号PWM2输出主驱动信号PWM4以控制变换单元44暂时停止运行，电流阈值调节单元43根据第二比较值C2降低电流阈值调节单元43所输出的第一电流阈值ith1，执行完步骤S42后或步骤S41的确认结果为否则重新执行步骤S3，即第二级峰值电流处理单元45持续检测采样电流iapf及第二电流阈值ith2。此时若第一级峰值电流处理单元41确认第一指令电流ih,ref大于第一电流阈值ith1，第一级峰值电流处理单元41将对第一指令电流ih,ref进行限制。
在一些实施中，上述控制方法还包括，执行步骤S7：减法器46检测实际直流母线电压ubus与参考直流母线电压ubus,ref，执行步骤S81：减法器46确认实际直流母线电压ubus与参考直流母线电压ubus,ref的差值是否大于或等于一设定阈值，并根据确认结果减法器46输出的第一比较值C1，若步骤S81的确认结果为是，即代表减法器46确认实际直流母线电压ubus与参考直流母线电压ubus,ref的差值大于或等于设定阈值，则执行步骤S82，电流阈值调节单元43根据减法器46输出的第一比较值C1或第二电流指令id,ref降低第一电流阈值ith1，若步骤S81的确认结果为否则重新执行步骤S7。
在一些实施例中，上述控制方法还包括：电流阈值调节单元43降低第一电流阈值后，执行步骤S83，第二级峰值电流处理单元45确认采样电流iapf是否小于第二电流阈值ith2，减法器46确认实际直流母线电压ubus与参考直流母线电压ubus,ref的差值是否小于设定阈值，若步骤S83的确认结果为是，则执行步骤S84，电流阈值调节单元43根据第一比较值C1或第二指令电流id,ref两者之一及第二比较值C2提升第一电流阈值ith1，驱动电路49根据第二PWM驱动信号PWM2以输出主驱动信号PWM4以控制变换单元44恢复运行，执行完步骤S84后则重新执行步骤S83。而于电流阈值调节单元43提升第一电流阈值ith1之后，若第一级峰值电流处理单元41确认第一指令电流ih,ref大于第一电流阈值ith1，第一级峰值电流处理单元41将对第一指令电流ih,ref进行限制。
请参阅图12，其为本公开图1至图8所示的电能质量补偿系统的第三级峰值电流处理单元48的控制方法流程图。在一些实施例中，第三级峰值电流处理单元48的控制方法包括：执行步骤S5，第三级峰值电流处理单元48检测采样电流iapf及第三电流阈值ith3。执行步骤S61，第三级峰值电流处理单元48确认采样电流iapf是否大于第三电流阈值ith3，并根据确认结果输出第三PWM驱动信号PWM3。若步骤S61的确认结果为是，即代表第三级峰值电流处理单元48确认采样电流iapf大于第三电流阈值ith3时，则执行步骤S62，驱动电路49根据第三PWM驱动信号PWM3以输出主驱动信号PWM4以控制变换单元44为关机状态。若步骤S61的确认结果为否，即代表第三级峰值电流处理单元48确认采样电流iapf小于或等于第三电流阈值ith3时，则重新执行步骤S5。
可以理解的是，上述控制方法中的所有执行步骤仅是示例性说明，不是必须按所描述的顺序执行。
综上所述，本公开的电能质量补偿系统的第一级峰值电流处理单元所输出的瞬时电流指令仅用以达到使非线性负载电流(或电网电流)的第一指令电流小于或等于第一电流阈值的目的，而电压环控制单元输出的第二指令电流则不通过第一级峰值电流处理单元，因此用以控制变换单元的直流母线电压的第二指令电流不会被第一级峰值电流处理单元所输出的瞬时电流指令限制电流峰值大小，且电流阈值调节单元根据采样电流和第二电流阈值的比较结果及实际直流母线电压与参考直流母线电压的比较结果实时调整第一电流阈值，故相较于传统电能质量补偿系统的峰值电流处理单元同时控制非线性负载电流(或电网电流)的指令电流及控制变换单元的直流母线电压的指令电流，本公开的电能质量补偿系统的变换单元的直流母线电压的控制能力较强，且可降低引发过压保护的可能性，故本公开的电能质量补偿系统的可靠性较高。
此外，本公开的电能质量补偿系统具有第二级峰值电流处理单元及第三级峰值电流处理单元，其中第二级峰值电流处理单元根据变换单元所输出的采样电流及第二电流阈值产生第二PWM驱动信号至驱动电路，第三级峰值电流处理单元根据变换单元所输出的采样电流及第三电流阈值产生第三PWM驱动信号，因此本公开的变换单元所输出的采样电流分别与变换单元的第二电流阈值及第三电流阈值进行比较以控制变换单元的运行，因此相较于传统电能质量补偿系统内的变换单元所输出的电流仅与电能质量补偿系统内所预设的电流阈值比较，本公开的电能质量补偿系统可降低引发过流保护的可能性，且可靠性较高。

Claims (21)

1.一种电能质量补偿系统，电性耦接于一电网及一非线性负载，其特征在于，包含：
一第一级峰值电流处理单元，接收一第一指令电流和一第一电流阈值以输出一瞬时电流指令，所述第一级峰值电流处理单元用于使所述第一指令电流小于或等于所述第一电流阈值；
一电流控制单元，依据所述瞬时电流指令及一第二指令电流产生一第一PWM驱动信号；
一电流阈值调节单元，电性耦接于所述第一级峰值电流处理单元，根据所述第二指令电流或一第一比较值两者之一及一第二比较值动态调整所述第一电流阈值的大小；
一变换单元，根据一主驱动信号输出一输出电流及一实际直流母线电压；
一第二级峰值电流处理单元，电性耦接于所述变换单元及所述电流阈值调节单元之间，根据与一采样电流及一第二电流阈值产生所述第二比较值及一第二PWM驱动信号；
一减法器，电性耦接于所述变换单元及所述电流阈值调节单元，根据所述实际直流母线电压及一参考直流母线电压输出所述第一比较值；
一电压环控制单元，电性耦接于所述减法器，根据所述第一比较值输出所述第二指令电流；
一第三级峰值电流处理单元，电性耦接于所述变换单元，根据所述采样电流与一第三电流阈值的比较结果产生一第三PWM驱动信号；以及
一驱动电路，电性耦接于所述电流控制单元、所述第二级峰值电流处理单元、所述第三级峰值电流处理单元及所述变换单元，根据所述第一PWM驱动信号、所述第二PWM驱动信号及所述第三PWM驱动信号输出所述主驱动信号至所述变换单元，所述变换单元依据所述主驱动信号进行作动。
2.如权利要求1所述的电能质量补偿系统，其特征在于，所述第二级峰值电流处理单元所输出的所述第二比较值反应出所述采样电流大于或等于所述第二电流阈值时，所述电流阈值调节单元根据所述第二级峰值电流处理单元输出的所述第二比较值降低所述第一电流阈值，而所述第二级峰值电流处理单元所输出的所述第二PWM驱动信号反应出所述采样电流大于或等于所述第二电流阈值时，所述驱动电路根据所述第二PWM驱动信号以输出所述主驱动信号以控制所述变换单元暂时停止运行。
3.如权利要求2所述的电能质量补偿系统，其特征在于，当所述电流阈值调节单元降低所述第一电流阈值后，于所述第二级峰值电流处理单元所输出的所述第二比较值反应出所述采样电流小于所述第二电流阈值，且所述减法器所输出的所述第一比较值反应出所述实际直流母线电压与所述参考直流母线电压的差值小于一设定阈值时，所述电流阈值调节单元根据所述第一比较值或所述第二指令电流两者之一及所述第二比较值提升所述第一电流阈值，而于所述第二级峰值电流处理单元所输出的所述第二PWM驱动信号反应出所述采样电流小于所述第二电流阈值时，所述驱动电路根据所述第二PWM驱动信号以输出主驱动信号以控制所述变换单元恢复运行。
4.如权利要求1所述的电能质量补偿系统，其特征在于，所述减法器所输出的所述第一比较值反应出所述实际直流母线电压与所述参考直流母线电压的差值大于或等于一设定阈值时，所述电流阈值调节单元根据所述第一比较值或所述第二指令电流降低所述第一电流阈值。
5.如权利要求4所述的电能质量补偿系统，其特征在于，当所述电流阈值调节单元降低所述第一电流阈值后，于所述第二级峰值电流处理单元所输出的所述第二比较值反应出所述采样电流小于所述第二电流阈值，且所述减法器所输出的所述第一比较值反应出所述实际直流母线电压与所述参考直流母线电压的差值小于所述设定阈值时，所述电流阈值调节单元根据所述第一比较值或所述第二指令电流两者之一及所述第二比较值提升所述第一电流阈值，而于所述第二级峰值电流处理单元所输出的所述第二PWM驱动信号反应出所述采样电流小于所述第二电流阈值时，所述驱动电路根据所述第二PWM驱动信号以输出主驱动信号以控制所述变换单元恢复运行。
6.如权利要求1所述的电能质量补偿系统，其特征在于，所述第三级峰值电流处理单元所输出的所述第三PWM驱动信号反应出所述采样电流大于所述第三电流阈值时，所述驱动电路根据所述第三PWM驱动信号以输出所述主驱动信号以控制所述变换单元为关机状态。
7.如权利要求1所述的电能质量补偿系统，其特征在于，所述变换单元包括一逆变器和一滤波器，所述逆变器与所述驱动电路电性耦接，所述滤波器包含一第一电感、一第二电感及一电容，所述第一电感的一第二端、所述第二电感的一第一端及所述电容的一第一端共接，所述电容的一第二端、所述第二电感的一第二端和所述逆变器连接，所述第一电感的一第一端连接于所述电能质量补偿系统的一输出端。
8.如权利要求7所述的电能质量补偿系统，其特征在于，所述输出电流为流经所述第一电感的电流，所述采样电流为流经所述第一电感的电流或流经所述第二电感的电流。
9.如权利要求1所述的电能质量补偿系统，其特征在于，所述电网具有一电网电流，所述非线性负载具有一非线性负载电流，所述第一指令电流为与所述电网电流相关的一参考电流或与所述非线性负载电流相关的一参考电流。
10.如权利要求9所述的电能质量补偿系统，其特征在于，所述电能质量补偿系统还包含一电流检测单元，所述电流检测单元电性耦接于所述第一级峰值电流处理单元，用于检测所述电网电流或所述非线性负载电流中的基波正序分量、基波负序分量、基波零序分量和谐波分量，并依据检测结果输出所述第一指令电流至所述第一级峰值电流处理单元。
11.如权利要求1所述的电能质量补偿系统，其特征在于，所述电能质量补偿系统还包含一加法器，所述加法器与所述第一级峰值电流处理单元、所述电压环控制单元及所述电流控制单元电性耦接，用于将所述瞬时电流指令和所述第二指令电流相加以输出一参考电流指令至所述电流控制单元。
12.如权利要求1所述的电能质量补偿系统，其特征在于，所述第一级峰值电流处理单元、所述第二级峰值电流处理单元及所述第三级峰值电流处理单元为实时工作，所述第一电流阈值小于所述第二电流阈值，所述第二电流阈值小于所述第三电流阈值。
13.如权利要求1所述的电能质量补偿系统，其特征在于，所述电能质量补偿系统为有源电力滤波器、静止无功发生器或带谐波补偿功能的增强型静止无功发生器。
14.一种控制方法，应用于如权利要求1-13任一项所述的电能质量补偿系统，其中所述控制方法包含：
步骤S1：所述第一级峰值电流处理单元检测所述第一指令电流及所述第一电流阈值；
步骤S2：所述第一级峰值电流处理单元根据所述第一电流阈值使所述第一指令电流小于或等于所述第一电流阈值；
步骤S3：所述第二级峰值电流处理单元检测所述采样电流及所述第二电流阈值；
步骤S4：所述第二级峰值电流处理单元根据所述采样电流及所述第二电流阈值输出所述第二PWM驱动信号及所述第二比较值，所述驱动电路根据所述第二PWM驱动信号输出所述主驱动信号控制所述变换单元的工作状态，所述电流阈值调节单元根据所述第二比较值调节所述第一电流阈值；
步骤S5：所述第三级峰值电流处理单元检测所述采样电流及所述第三电流阈值；以及
步骤S6：所述第三级峰值电流处理单元根据所述采样电流及所述第三电流阈值输出所述第三PWM驱动信号，所述驱动电路根据所述第三PWM驱动信号输出所述主驱动信号控制所述变换单元的工作状态。
15.如权利要求14所述的控制方法，其特征在于，所述第一级峰值电流处理单元、所述第二级峰值电流处理单元及所述第三级峰值电流处理单元为实时工作，所述第一电流阈值小于所述第二电流阈值，所述第二电流阈值小于所述第三电流阈值。
16.如权利要求14所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
步骤S21：所述第一级峰值电流处理单元确认所述第一指令电流是否大于所述第一电流阈值，并根据结果所述第一级峰值电流处理单元输出的所述瞬时电流指令；以及
步骤S22：若所述第一级峰值电流处理单元确认所述第一指令电流大于所述第一电流阈值，所述第一级峰值电流处理单元输出的所述瞬时电流指令的绝对值为所述第一电流阈值，达到限制第一指令电流的目的。
17.如权利要求14所述的控制方法，其特征在于，步骤S4包括：
步骤S41：所述第二级峰值电流处理单元确认所述采样电流是否大于或等于所述第二电流阈值，并根据确认结果输出所述第二PWM驱动信号PWM2及所述第二比较值；以及
步骤S42：若所述第二级峰值电流处理单元确认所述采样电流大于或等于所述第二电流阈值，所述驱动电路根据所述第二PWM驱动信号输出所述主驱动信号以控制所述变换单元暂时停止运行，所述电流阈值调节单元根据所述第二比较值降低所述电流阈值调节单元输出的所述第一电流阈值。
18.如权利要求17所述的控制方法，其特征在于，所述电流阈值调节单元降低所述第一电流阈值后，所述控制方法还包括：
步骤S83：所述第二级峰值电流处理单元确认所述采样电流是否小于所述第二电流阈值，所述减法器确认所述实际直流母线电压与所述参考直流母线电压的差值是否小于一设定阈值；以及
步骤S84：若所述第二级峰值电流处理单元确认所述采样电流小于所述第二电流阈值，且所述实际直流母电压与所述参考直流母线电压的差值小于所述设定阈值，所述电流阈值调节单元根据所述第一比较值或所述第二指令电流两者之一及所述第二比较值提升所述第一电流阈值，所述驱动电路根据所述第二PWM驱动信号以输出主驱动信号以控制所述变换单元恢复运行。
19.如权利要求14所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：
步骤S7：所述减法器检测所述实际直流母线电压与所述参考直流母线电压；
步骤S81：所述减法器确认所述实际直流母线电压与所述参考直流母线电压的差值是否大于或等于一设定阈值，并根据确认结果所述减法器输出所述第一比较值；以及
步骤S82：若所述减法器确认所述差值大于或等于所述设定阈值，所述电流阈值调节单元根据所述第一比较值或所述第二指令电流降低所述第一电流阈值。
20.如权利要求19所述的控制方法，其特征在于，所述电流阈值调节单元降低所述第一电流阈值后，所述控制方法还包括：
步骤S83：所述第二级峰值电流处理单元确认所述采样电流是否小于所述第二电流阈值，所述减法器确认所述实际直流母线电压与所述参考直流母线电压的差值是否小于所述设定阈值；以及
步骤S84：若所述第二级峰值电流处理单元确认所述采样电流小于所述第二电流阈值，且所述实际直流母电压与所述参考直流母线电压的差值小于所述设定阈值，所述电流阈值调节单元根据所述第一比较值或所述第二指令电流两者之一及所述第二比较值提升所述第一电流阈值，所述驱动电路根据所述第二PWM驱动信号以输出主驱动信号以控制所述变换单元恢复运行。
21.如权利要求14所述的控制方法，其特征在于，所述步骤S6包括：
步骤S61：所述第三级峰值电流处理单元确认所述采样电流是否大于所述第三电流阈值，并根据确认结果所述第三级峰值电流处理单元输出所述第三PWM驱动信号；以及
步骤S62：若所述第三级峰值电流处理单元确认所述采样电流大于所述第三电流阈值，所述驱动电路根据所述第三PWM驱动信号输出所述主驱动信号以控制所述变换单元为关机状态。
CN202110275402.2A 2021-03-15 2021-03-15 兼顾母线和电流峰值控制的电能质量补偿系统及方法 Pending CN115085247A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110275402.2A CN115085247A (zh) 2021-03-15 2021-03-15 兼顾母线和电流峰值控制的电能质量补偿系统及方法
US17/461,401 US11444460B1 (en) 2021-03-15 2021-08-30 Power quality compensation system and control method with bus voltage and current peak control

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110275402.2A CN115085247A (zh) 2021-03-15 2021-03-15 兼顾母线和电流峰值控制的电能质量补偿系统及方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115085247A true CN115085247A (zh) 2022-09-20

Family

ID=83194117

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110275402.2A Pending CN115085247A (zh) 2021-03-15 2021-03-15 兼顾母线和电流峰值控制的电能质量补偿系统及方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US11444460B1 (zh)
CN (1) CN115085247A (zh)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6545887B2 (en) * 1999-08-06 2003-04-08 The Regents Of The University Of California Unified constant-frequency integration control of three-phase power factor corrected rectifiers, active power filters and grid-connected inverters
DE60318232T2 (de) * 2002-10-17 2008-12-11 Denso Corp., Kariya-shi Wechselstromelektrodrehmaschine mit verringerungsverfahren für magnetisches rauschen, motorsteuereinrichtung und wechselstromelektrodrehmaschine damit
CN105226658B (zh) 2015-11-13 2017-06-27 四川英杰电气股份有限公司 一种有源电力滤波器及其峰值电流限制方法
CN109066630B (zh) 2018-09-21 2020-09-04 上海沫安能源科技有限公司 一种有源电力滤波器的限流装置及其限流方法
US11177660B2 (en) * 2020-01-27 2021-11-16 Mitsubishi Electric Power Products, Inc. System and method for power converter control for virtual impedance

Also Published As

Publication number Publication date
US20220294223A1 (en) 2022-09-15
US11444460B1 (en) 2022-09-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN114270651B (zh) 逆变器无功电流控制方法及装置
Lin et al. Toward large-signal stabilization of floating dual boost converter-powered DC microgrids feeding constant power loads
WO2023272579A1 (zh) 一种直流母线电压的控制系统和控制方法
Kan et al. Compensation of second harmonic current based on bus voltage ripple limitation in single-phase photovoltaic grid-connected inverter
CN115085247A (zh) 兼顾母线和电流峰值控制的电能质量补偿系统及方法
CN111431176A (zh) 一种基于自适应控制的通用电能质量控制器闭环控制方法
Ali et al. An improved method for efficient controlling of the dynamic voltage restorer to enhance the power quality in the distribution system
JP4247835B2 (ja) 電力変換装置
Karthik et al. Weibull M-transform LMS-Based Control Scheme for Grid-Connected Photovoltaic System
Li et al. An improved grid voltage feedforward compensation scheme of grid-connected inverter in weak grid
JP2010004623A (ja) 系統連系インバータ装置
US20180358813A1 (en) Method for operating inverter and inverter arrangement
CN115242072B (zh) 一种降低逆变管应力的方法、装置及逆变器
CN116545040B (zh) 低电压穿越中有功电流控制方法、装置、系统及存储介质
Ganeshan et al. Improved Controller Design for a Microgrid Fuel-Cell Based Energy Storage System
CN114597897A (zh) 电能质量补偿装置及其控制方法
CN117117974B (zh) 一种光伏全直流汇集与送出系统的故障处理方法及装置
CN116979608B (zh) 一种光伏并网逆变器过压限功率控制方法及其系统
CA2865612C (en) Dc-bus controller for an inverter
KR102571163B1 (ko) 잉여전력 제한형 태양광패널제어시스템 및 태양광패널제어방법
CN111697627B (zh) 光伏发电系统的电流电压生成方法、装置以及存储介质
CN111682580B (zh) 虚拟串联光伏dpp稳压系统的控制装置
Portilho et al. A low cost three-level high power rectifier for active power factor compensation
Salimi A novel approach for sliding mode controller design and parameters selection in flyback switching power supplies
JP7006499B2 (ja) 電力変換装置及びその制御方法

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