CN117157887A - 电力载波通信系统、电力电子装置及干扰抑制方法 - Google Patents

电力载波通信系统、电力电子装置及干扰抑制方法 Download PDF

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CN117157887A CN202180097054.2A CN202180097054A CN117157887A CN 117157887 A CN117157887 A CN 117157887A CN 202180097054 A CN202180097054 A CN 202180097054A CN 117157887 A CN117157887 A CN 117157887A
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Abstract

本申请提供了一种电力载波通信系统、电力电子装置及干扰抑制方法。该电力载波通信PLC系统包括PLC信号发送端、PLC信号接收端和电力电子装置。其中，PLC信号发送端通过电力线连接PLC信号接收端，电力电子装置连接上述电力线。上述电力电子装置，用于增大在第一PLC通信频段处的输出阻抗，以减小电力电子装置的输出电流在第一PLC通信频段处对PLC信号的干扰。其中，第一PLC通信频段为PLC信号发送端向PLC信号接收端发送PLC信号的PLC通信频段。采用本申请实施例，可在不额外增加无源滤波器件的前提下，减小电力电子装置在第一PLC通信频段处对PLC信号的干扰。

Description

电力载波通信系统、电力电子装置及干扰抑制方法 技术领域
本申请涉及通信技术领域，尤其涉及一种电力载波通信系统、电力电子装置及干扰抑制方法。
背景技术
电力载波通信(power line communication，PLC)是一种利用中/低压配电网作为通信介质，以实现数据传递和信息交换的通信技术。其中，PLC通信最大的特点是不需要重新架设网络，依赖已有的电力输电线(简称电力线)就能进行数据传递，可大大减少通信线路的铺设成本。但是，随着电力电子装置在电力载波通信系统中应用逐渐增多，电力电子装置对PLC通信干扰的影响也逐渐显现出来。具体地，由于电力电子装置的开关频率较高，往往高于PLC的通信频段，因此会在PLC的通信频段产生一定谐波干扰，从而影响PLC通信质量。基于此，相关技术中提出了可在电力电子装置的输出端连接滤波器，以减弱电力电子装置对于电力输电线上的PLC通信信号的干扰，但是这种增加额外的无源装置的方式，会增加电力载波通信系统成本，适用性不高。
发明内容
本申请提供一种电力载波通信系统、电力电子装置及干扰抑制方法，可在不额外增加无源滤波器件的前提下，减小电力电子装置在第一PLC通信频段处对PLC信号的干扰，降低干扰抑制的成本，适用性强。
第一方面，本申请提供了一种电力载波通信系统，该电力载波通信系统包括PLC信号发送端、PLC信号接收端和电力电子装置。其中，上述PLC信号发送端通过电力线连接所述PLC信号接收端，所述电力电子装置连接上述电力线。具体地，上述所述电力电子装置，用于增大在第一PLC通信频段处的输出阻抗，以减小所述电力电子装置的输出电流在所述第一PLC通信频段处对所述PLC信号的干扰。其中，所述第一PLC通信频段为所述PLC信号发送端向所述PLC信号接收端发送PLC信号的PLC通信频段。其中，电力电子装置可以是逆变器或变频器等，在此不做限制。例如，该电力电子装置可以是三相光伏逆变器或者，也可以是单相光伏逆变器等，在此不做限制。
在本申请中，在不额外增加无源滤波器件的前提下，通过电力电子装置自身的控制，抑制电力电子装置对于PLC通信的干扰，可降低干扰抑制成本，提高方案的适用性。具体地，本申请中是通过提升电力电子装置在PLC通信频段处的输出阻抗，以实现抑制电力电子装置对于PLC通信的干扰的。
结合第一方面，在第一种可能的实施方式中，上述PLC系统还包括控制器，所述控制器连接所述电力电子装置；所述控制器用于向所述电力电子装置发送所述第一PLC通信频段。
在本申请中，可复用电力电子装置的上位机(即控制器)向电力电子装置发送第一PLC通信频段，以提升电力电子装置在该第一PLC通信频段处的输出阻抗。可理解的，通过复 用上述控制器可进一步降低成本。
结合第一方面或第一方面第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，上述所述电力电子装置，用于减小在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流，以增大在所述第一PLC通信频段处的输出阻抗。
在本申请中，通过减小在第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流，以增大在第一PLC通信频段处的输出阻抗，可降低方案实现难度。
结合第一方面第二种可能的实施方式，在第三种可能的实施方式中，所述电力电子装置包括控制单元和电力电子电路，所述电力电子电路中包括至少一个开关器件。所述控制单元用于基于目标控制电压生成开关信号，并基于所述开关信号控制所述电力电子电路中开关器件动作以控制所述电力电子电路在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流。
在本申请中，基于目标控制电压生成开关信号，以根据开关信号控制电力电子电路中开关器件动作以控制电力电子电路在第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流减小，操作简便。
结合第一方面第三种可能的实施方式，在第四种可能的实施方式中，所述电力电子装置还包括采样单元。所述采样单元，用于检测所述电力电子电路的输出电流。所述控制单元，用于提取基于所述采样单元检测到所述电力电子电路的输出电流在所述第一PLC通信频段处的电流分量，以作为所述电力电子电路在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流。
结合第一方面第三种可能的实施方式或第一方面第四种可能的实施方式，在第五种可能的实施方式中，所述控制单元，用于基于所述电力电子电路的输出电压与预设控制电压确定所述目标控制电压。其中，所述预设控制电压由所述电力电子电路在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流和预设电流值确定。
结合第一方面第五种可能的实施方式，在第六种可能的实施方式中，所述控制单元，用于基于所述电力电子电路在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流和所述预设电流值确定所述预设控制电压。
结合第一方面第六种可能的实施方式，在第七种可能的实施方式中，所述控制单元，用于对所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流和所述预设电流值的电流差值进行比例积分运算或比例谐振运算得到所述预设控制电压。
第二方面，本申请提供了一种电力电子装置，该电力电子装置适用于电力载波通信系统，所述电力载波通信系统还包括PLC信号发送端和PLC信号接收端，所述PLC信号发送端通过电力线连接所述PLC信号接收端，所述电力电子装置连接所述电力线。所述电力电子装置包括控制单元和电力电子电路。其中，所述控制单元用于增大所述电力电子电路在第一PLC通信频段处的输出阻抗，以减小所述电力电子电路的输出电流在所述第一PLC通信频段处对所述PLC信号的干扰。其中，所述第一PLC通信频段为所述PLC信号发送端向所述PLC信号接收端发送PLC信号的PLC通信频段。
结合第二方面，在第一种可能的实施方式中，所述电力载波通信系统还包括控制器，所述控制器连接所述控制单元；所述控制单元用于从所述控制器接收所述第一PLC通信频 段。
结合第二方面或第二方面第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，所述控制单元，用于减小在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流，以增大在所述第一PLC通信频段处的输出阻抗。
结合第二方面第二种可能的实施方式，在第三种可能的实施方式中，所述电力电子电路中包括至少一个开关器件；
所述控制单元用于基于目标控制电压生成开关信号，并基于所述开关信号控制所述电力电子电路中开关器件动作以控制所述电力电子电路在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流。
结合第二方面第三种可能的实施方式，在第四种可能的实施方式中，所述电力电子装置还包括采样单元；所述方法还包括：
通过所述采样单元检测所述电力电子电路的输出电流；
通过所述控制单元提取基于所述采样单元检测到所述电力电子电路的输出电流在所述第一PLC通信频段处的电流分量，以作为所述电力电子电路在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流。
结合第二方面第三种可能的实施方式或第二方面第四种可能的实施方式，在第五种可能的实施方式中，所述控制单元，用于基于所述电力电子电路的输出电压与预设控制电压确定所述目标控制电压；
其中，所述预设控制电压由所述电力电子电路在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流和预设电流值确定。
结合第二方面第五种可能的实施方式，在第六种可能的实施方式中，所述控制单元，用于基于所述电力电子电路在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流和所述预设电流值确定所述预设控制电压。
结合第二方面第六种可能的实施方式，在第七种可能的实施方式中，所述控制单元，用于对所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流和所述预设电流值的电流差值进行比例积分运算或比例谐振运算得到所述预设控制电压。
第三方面，本申请提供了一种电力载波通信系统的干扰抑制方法，该方法适用于电力载波通信PLC系统中的电力电子装置，所述PLC系统包括PLC信号发送端、PLC信号接收端和所述电力电子装置，所述PLC信号发送端通过电力线连接所述PLC信号接收端，所述电力电子装置连接所述电力线。该方法包括：所述电力电子装置获取第一PLC通信频段，所述第一PLC通信频段为所述PLC信号发送端向所述PLC信号接收端发送PLC信号的PLC通信频段。所述电力电子装置增大在所述第一PLC通信频段处的输出阻抗，以减小所述电力电子装置的输出电流在所述第一PLC通信频段处对所述PLC信号的干扰。
结合第三方面，在第一种可能的实施方式中，所述系统还包括控制器，所述控制器连接所述电力电子装置；所述方法还包括：
所述电力电子装置从所述控制器接收所述第一PLC通信频段。
结合第三方面或第三方面第一种可能的实施方式，在第二种可能的实施方式中，所述方法还包括：
所述电力电子装置减小在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流，以增大在所述第一PLC通信频段处的输出阻抗。
结合第三方面第二种可能的实施方式，在第三种可能的实施方式中，所述电力电子装置包括控制单元和电力电子电路，所述电力电子电路中包括至少一个开关器件；所述电力电子装置减小在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流，包括：
通过所述控制单元获取目标控制电压，基于所述目标控制电压生成开关信号，并基于所述开关信号控制所述电力电子电路中开关器件动作以控制所述电力电子电路在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流。
结合第三方面第三种可能的实施方式，在第四种可能的实施方式中，所述电力电子装置还包括采样单元；
所述采样单元，用于检测所述电力电子电路的输出电流；
所述控制单元，用于提取基于所述采样单元检测到所述电力电子电路的输出电流在所述第一PLC通信频段处的电流分量，以作为所述电力电子电路在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流。
结合第三方面第三种可能的实施方式或第三方面第四种可能的实施方式，在第五种可能的实施方式中，所述通过所述控制单元获取目标控制电压，包括：
通过所述控制单元获取所述电力电子电路的输出电压，根据所述输出电压与预设控制电压确定所述目标控制电压，其中，所述预设控制电压由所述电力电子电路在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流和预设电流值确定。
结合第三方面第五种可能的实施方式，在第六种可能的实施方式中，所述方法还包括：
通过所述控制单元根据所述电力电子电路在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流和所述预设电流值确定所述预设控制电压。
结合第三方面第六种可能的实施方式，在第七种可能的实施方式中，所述通过所述控制单元根据所述电力电子电路在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流和所述预设电流值确定所述预设控制电压，包括：
通过所述控制单元对所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流和所述预设电流值的电流差值进行比例积分运算或比例谐振运算得到所述预设控制电压。
在本申请中，通过提升电力电子装置在PLC通信频段处的输出阻抗，以实现抑制电力电子装置对于PLC通信的干扰，其不需要增加额外的无源滤波器件，降低了干扰抑制成本，提高方案的适用性。
附图说明
图1是本申请提供的电力载波通信系统的应用场景示意图；
图2a是PLC系统的一结构示意图；
图2b是PLC系统的另一结构示意图；
图3是PLC系统的另一结构示意图；
图4是PLC系统的另一结构示意图；
图5是本申请实施例提供的电力电子装置的一结构示意图；
图6是本申请实施例提供的电力电子装置的另一结构示意图；
图7是本申请实施例提供的电力电子装置的另一结构示意图；
图8是本申请提供的电力载波通信系统的干扰抑制方法的流程示意图；
图9是本申请实施例提供的一种干扰抑制方法的流程示意图；
图10是本申请实施例提供的另一种干扰抑制方法的流程示意图；
图11是本申请实施例的提供的提升输出阻抗的效果示意图。
具体实施方式
本申请提供的电力载波通信系统可适用于光伏电站，其可应用于微电网领域等，在此不做限制。例如，请参见图1，图1是本申请提供的电力载波通信系统的应用场景示意图。如图1所示，在光伏电站的系统中，可包括储能集装箱、电力载波通信系统、用电设备和电网。其中，电力载波通信系统中包括电力电子装置(例如光伏逆变器)、变压器、PLC信号发送端(例如台式计算机)、PLC信号接收端(例如台式计算机)等。其中，储能集装箱用于向光伏逆变器输出直流电能，光伏逆变器可以用于对储能集装箱输入的直流电能进行功率变换，并经过变压器进行电压变换后，向交流电网(例如电网2)或者交流负载(如例用电设备1)输出交流电能，以对电网2和用电设备1和进行供电。PLC信号发送端可以利用电力线，通过PLC技术与PLC信号接收端进行通信。
其中，PLC技术也可称为电力线通信技术。PLC技术出现于20世纪20年代初期，它是利用已有的中/低压配电网作为传输媒介，实现数据传递和信息交换的一种手段。一般来说，通过PLC技术发送数据(例如，语音、图像和/或视频等多媒体数据)时，PLC信号发送端可以先将数据调制到一个高频载波上，再经过功率放大后通过耦合电路耦合到电力线上进行传输，在PLC信号接收端通过滤波器将调制信号取出解调，得到原有信号，实现信息传递。与传统的通讯方案需要专门设计通讯线缆相比，PLC技术利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输，其不需要重新架设网络，依赖已有的电力线就能进行数据传递，成本更低，适用性更强。但是，随着电力电子装置在电力载波通信系统中应用逐渐增多，电力电子装置对PLC通信干扰的影响也逐渐显现出来。例如，请参见图2a，图2a是PLC系统的一结构示意图。如图2a所示，PLC系统包括PLC信号发送端、PLC信号接收端、电力电子装置和该电力电子装置的控制器(图中暂未示出)。其中，PLC信号发送端通过电力线连接PLC信号接收端，电力电子装置连接该电力线，控制器通过控制总线连接电力电子装置。其中，电力线通常存在线路阻抗。可选的，上述PLC系统中还可以包括变压器等器件。例如，请一并参见图2b，图2b是PLC系统的另一结构示意图。如图2b所示的PLC系统包括PLC信号发送端、PLC信号接收端、变压器、电力电子装置和该电力电子装置的控制器(图中暂未示出)。其中，PLC信号发送端通过电力线连接PLC信号接收端，电力电子装置通过变压器与电力线连接，控制器通过控制总线连接电力电子装置。其中，控制器用于控制电力电子装置正常工作。
可理解的，PLC信号发送端和PLC信号接收端可以是具备通信功能的各种终端设备，例如，PLC信号发送端和/或PLC信号接收端可以是智能手机、平板电脑、笔记本电脑和台式计算机等，在此不做限制。电力电子装置可以是逆变器或变频器等，在此不做限制。例 如，电力电子装置可以是三相光伏逆变器、或者，也可以是单相光伏逆变器等，在此不做限制。其中，PLC信号发送端与PLC信号接收端进行通信时，PLC信号发送端可将待发送的数据调制到电力线上进行传输，并在PLC信号接收端将调制信号取出解调，以得到原有信号(即PLC信号发送端所发送的数据)。其中，PLC信号发送端向PLC信号接收端发送的数据可以是语音、图像、视频等多媒体数据，在此不做限制。可理解的，由于PLC系统中电力电子装置的开关频率较高，往往高于PLC的通信频段，因此会在PLC的通信频段产生一定谐波干扰，从而影响PLC通信质量。基于此，相关技术中提出了可在电力电子装置的输出端连接滤波器，以减弱电力电子装置对于电力输电线上的PLC通信信号的干扰。例如，请参见图3，图3是PLC系统的另一结构示意图。如图3所示，该PLC系统包括PLC信号发送端、PLC信号接收端、变压器、电力电子装置、电力电子装置的控制器(图中暂未示出)和滤波器。其中，PLC信号发送端通过电力线连接PLC信号接收端，电力电子装置通过滤波器连接电力线，控制器通过控制总线连接电力电子装置。由图3可知，这种通过增加额外的无源装置(例如滤波器)以减小电力电子装置对PLC通信干扰的方式，会增加电力载波通信系统成本，适用性不高。
基于此，本申请提出了一种电力载波通信系统，该电力载波通信系统包括PLC信号发送端、PLC信号接收端和电力电子装置。例如，请一并参见图2a，PLC信号发送端通过电力线连接PLC信号接收端，电力电子装置连接电力线。其中，该电力电子装置，用于增大在第一PLC通信频段处的输出阻抗，以减小电力电子装置的输出电流在第一PLC通信频段处对PLC信号的干扰。其中，第一PLC通信频段为PLC信号发送端向PLC信号接收端发送PLC信号的PLC通信频段。通常而言，第一PLC通信频段可以是为一个频率点，也可以是一个频率区间(或频率范围)，在此不做限制。可理解的，本申请可以在不增加额外无源滤波器件的前提下，通过电力电子装置的自身控制，抑制电力电子装置对于PLC通信的干扰。其中，通过电力电子装置的自身控制，抑制电力电子装置对于PLC通信的干扰可理解为本申请中的电力电子装置是在实现其本身功能的基础上，再通过自身控制来实现干扰抑制的。例如，假设电力电子装置为逆变器，则该逆变器可在实现将直流电转换成交流电的同时，实现增大逆变器的输出阻抗，以减小对PLC通信的干扰。也就是说，本申请中电力电子装置为实现干扰抑制的控制方式不会影响电力电子装置本身的功能。
在一些可行的实施方式中，上述PLC系统还包括控制器，控制器通过控制总线连接电力电子装置。通常而言，控制器可用于控制电力电子装置正常工作，例如，当电力电子装置为逆变器时，控制器可用于控制逆变器实现直流电与交流电的相互转换等。在本申请实施例中，该控制器还可以用于向电力电子装置发送第一PLC通信频段。例如，请参见图4，图4是PLC系统的另一结构示意图。如图4所示，该PLC系统包括PLC信号发送端、PLC信号接收端、变压器、电力电子装置和该电力电子装置的控制器。其中，PLC信号发送端通过电力线连接PLC信号接收端，电力电子装置连接电力线或者电力电子装置也可以通过变压器连接电力线。控制器可以通过控制总线连接电力电子装置以用于向电力电子装置发送第一PLC通信频段，或者，控制器也可以通过无线通信的方式与电力电子装置建立通信连接，以用于向电力电子装置发送第一PLC通信频段。可理解的，上述第一PLC通信频段可以是为一个频率点，也可以是一个频率区间(或频率范围)，在此不做限制。通常而言， 电力电子装置提升自身在第一PLC通信频段处的输出阻抗，可通过提升电力电子装置在第一PLC通信频段处的输出电阻，或者，通过提升电力电子装置在第一PLC通信频段处的输出电抗，或者，通过同时提升电力电子装置在第一PLC通信频段处的输出电阻和输出电抗来实现，具体根据实际应用场景确定，在此不做限制。其中，本申请实施例以同时提升电力电子装置在第一PLC通信频段处的输出电阻和输出电抗(为方便描述，以下简称为提高电力电子装置在第一PLC通信频段处的输出阻抗)为例进行说明。
在一些可行的实施方式中，电力电子装置可通过减小在第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流，以增大在第一PLC通信频段处的输出阻抗。具体地，电力电子装置可以包括控制单元和电力电子电路等模块。例如，请参见图5，图5是本申请实施例提供的电力电子装置的一结构示意图。如图5所示，该电力电子装置包括电力电子电路和控制单元。其中，控制单元用于根据目标控制电压生成开关信号，以根据开关信号控制电力电子电路工作，以实现控制电力电子电路在第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流减小。可理解的，电力电子电路中通常可以包括至少一个开关器件。例如，上述开关器件可以是采用硅半导体材料(silicon，Si)或者第三代宽禁带半导体材料的碳化硅(silicon carbide，SiC)或者氮化镓(gallium nitride，GaN)等材料制成的金属氧化物半导体场效应晶体管(metal-oxide-semiconductor field-effect transistor，MOSFET)或绝缘栅双极性晶体管(insulated gate bipolar transistor,IGBT)等，在此不做限制。其中，控制单元根据目标控制电压生成的开关信号，该开关信号具体可以是通过控制电力电子电路中开关器件动作，以控制电力电子电路在第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流减小的。其中，目标控制电压可以由控制单元根据电力电子电路的输出电压与预设控制电压确定。预设控制电压可以由控制单元根据电力电子电路在第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流和预设电流值确定。其中，控制单元还可以用于提取检测到电力电子电路的输出电流在第一PLC通信频段处的电流分量，以作为电力电子电路在第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流。
可选的，电力电子装置还可以包括采样单元，例如，请参见图6，图6是本申请实施例提供的电力电子装置的另一结构示意图。如图6所示，采样单元与电力电子电路的输出端连接，控制单元与采样单元连接。该采样单元用于检测/采样电力电子电路的输出电流，并将获取到的电流信号(即电力电子电路的输出电流)发送给控制单元。控制单元可用于提取基于采样单元检测到电力电子电路的输出电流在第一PLC通信频段处的电流分量，以作为电力电子电路在第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流。其中，上述电流分量的提取方式包括但不限于坐标变换、快速傅里叶变换、数字滤波器或数字陷波器等，在此不做限制。可理解的，交流非正弦信号(例如本申请中电力电子电路的输出电流)可以分解为不同频率的正弦分量的线性组合。当正弦波分量的频率与原交流信号的频率(例如50Hz)相同时，称为基波。当正弦波分量的频率是原交流信号的频率的整数倍时，称为谐波，当正弦波分量的频率是原交流信号的频率的非整数倍时，称为分数谐波，也称为分数次谐波或间谐波。
可选的，本申请中的电力电子装置还可以包括计算单元，例如，请参见图7，图7是本申请实施例提供的电力电子装置的另一结构示意图。如图7所示，采样单元与电力电子 电路的输出端连接，控制单元通过计算单元与采样单元连接。计算单元可以用于提取基于采样单元检测到电力电子电路的输出电流在第一PLC通信频段处的电流分量，以作为电力电子电路在第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流。进而，计算单元可将提取出的第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流发送给控制单元，使得控制单元可以根据第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流和预设电流值确定预设控制电压，然后根据该预设控制电压和电力电子电路的输出电压确定出所述目标控制电压，最后根据目标控制电压生成开关信号实现对电力电子电路的控制。也就是说，上述对电力电子电路的输出电流进行处理以生成开关信号的处理过程可由一个集成的单元(如图6所示的控制单元)实现，或者，也可以由两个单元(如图7所示的控制单元和计算单元)共同实现，在此不做限制。为方便描述，本申请实施例可将控制单元作为一个集成的单元(如图6所示的控制单元)进行说明。
可理解的，当控制单元获取到电力电子电路的输出电流在第一PLC通信频段处的电流分量(为方便描述，以下简称在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流)时，可通过调节器，得到控制电压(即预设控制电压)。其中，调节器可包括比例积分调节器、谐振控制器、准谐振控制器等，在此不做限制。例如，以比例积分调节器为例，控制单元，用于对所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流和所述预设电流值的电流差值进行比例积分运算或比例谐振运算得到所述预设控制电压。其中，预设电流值可设置为0，或者预设电流值也可以设置为趋近于0的值。也就是说，本申请实施例是将电力电子电路的输出电流在第一PLC通信频段处的电流分量控制为0(或无限趋近于0)作为控制目标，通过闭环调节器，以获得预设控制电压的。然后，将预设控制电压叠加在电力电子电路的输出电压上，作为目标控制电压，最后根据目标控制电压经过调整驱动环节生成开关信号以实现对电力电子电路的控制。
为方便理解，以PLC系统中的电力电子装置为三相光伏逆变器为例。通过控制器向三相光伏逆变器发送第一PLC通信频段f 0，三相光伏逆变器可通过其采样单元采样得到三相光伏逆变器的三相输出电流i a,i b,i c，然后通过abc/dq坐标变换，可获取到三相输出电流i a，i b，i c在以第一PLC通信频段f 0旋转的dq坐标系下的d轴电流分量i d_f0和q轴电流分量i q_f0。将d轴电流分量i d_f0和q轴电流分量i q_f0分别经过低通滤波器进行处理，可得到滤波后d轴电流分量i dflt_f0和滤波后q轴电流分量i qflt_f0。将滤波后d轴电流分量i dflt_f0和滤波后q轴电流分量i qflt_f0分别通过比例积分调节器，可得到d轴预设控制电压u d_f0和q轴预设控制电压u q_f0。最后将u d_f0,u q_f0分别叠加在三相光伏逆变器的d轴输出电压u d和q轴输出电压u q上，可获得d轴目标控制电压u d_final和q轴目标控制电压u q_final，再通过dq/abc坐标变换，获得三相逆变器每相输出电压最终控制量u a_final,u b_final,u c_final(即目标控制电压)，因此，可以根据目标控制电压u a_final,u b_final,u c_final生成用于控制三相逆变器中开关器件的开关信号。
又例如，假设PLC系统中的电力电子装置为单相光伏逆变器。通过控制器向单相光伏逆变器下发第一PLC通信频段f 0，单相光伏逆变器可通过其采样单元采样得到单相光伏逆变器的单相输出电流i a。然后，通过陷波器，可获取单相输出电流i a在第一PLC通信频段f 0处的电流分量i a_trap。进一步地，将电流分量i a_trap通过比例谐振调节器，可得到在单相光 伏逆变器的输出电压u a上要叠加的预设控制电压u a_f0，进而可将预设控制电压u a_f0叠加在u a上，获得最终控制量u a_final(即目标控制电压)，因此，可以根据目标控制电压u a_final生成用于控制三相逆变器中开关器件的开关信号。
在本申请实施例中，通过减小在第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流，相当于提升了电力电子装置在PLC通信频段处的输出阻抗，进而可以实现抑制电力电子装置对于PLC通信的干扰，其不需要增加额外的无源滤波器件，降低了干扰抑制成本，提高方案的适用性。
下面将对本申请提供的电力载波通信系统的干扰抑制方法进行详细说明。
请参见图8，图8是本申请提供的电力载波通信系统的干扰抑制方法的流程示意图。该方法适用于上述实施例所提供的电力载波通信系统(如图1、图2a、图2b和/或图4所示的电力载波通信系统)中的电力电子装置，该PLC系统包括PLC信号发送端、PLC信号接收端和电力电子装置。其中，PLC信号发送端通过电力线连接PLC信号接收端，电力电子装置连接电力线。如图8所示，该方法包括以下步骤S701至步骤S702：
S701、获取第一PLC通信频段。
在一些可行的实施方式中，电力电子装置获取第一PLC通信频段，该第一PLC通信频段为PLC信号发送端向PLC信号接收端发送PLC信号的PLC通信频段。具体地，PLC系统还可以包括控制器，控制器连接电力电子装置，因此电力电子装置可以从控制器接收第一PLC通信频段。通常来说，用户可在控制器的显示界面设置/配置第一PLC通信频段，控制器通过实时监控用户在其显示界面上的操作，获取用户在显示界面上配置的第一PLC通信频段，并将第一PLC通信频段发送给电力电子装置。
S702、增大在第一PLC通信频段处的输出阻抗。
在一些可行的实施方式中，当电力电子装置获取到第一PLC通信频段后，可通过增大在第一PLC通信频段处的输出阻抗，以减小电力电子装置的输出电流在第一PLC通信频段处对PLC信号的干扰。其中，增大在第一PLC通信频段处的输出阻抗可理解为通过减小在第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流，以增大在第一PLC通信频段处的输出阻抗。具体地，可以通过实时检测/采样电力电子装置的输出电流，然后通过坐标变换、快速傅里叶变换、数字滤波器或数字陷波器等方式提取电力电子装置的输出电流在第一PLC通信频段处的电流分量(即在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流)。将电力电子装置的输出电流在第一PLC通信频段处的电流分量控制为0或趋近为0作为控制目标，通过闭环调节器，获得预设控制电压。将预设控制电压叠加在电力电子装置的输出电压上，得到目标控制电压，进而将目标控制电压进行调制驱动处理，得到开关信号，以实现对电力电子装置的干扰抑制。可理解的，上述闭环调节器可包括比例积分调节器、谐振控制器、准谐振控制器等调节器，在此不做限制。
例如，以PLC系统中的电力电子装置为三相光伏逆变器为例。请参见图9，图9是本申请实施例提供的一种干扰抑制方法的流程示意图。其中，通过控制器向三相光伏逆变器发送第一PLC通信频段f 0，三相光伏逆变器可通过其采样单元采样得到三相光伏逆变器的三相输出电流i a,i b,i c，然后通过abc/dq坐标变换，可获取到三相输出电流i a，i b，i c在以第一PLC通信频段f 0旋转的dq坐标系下的d轴电流分量i d_f0和q轴电流分量i q_f0。将d轴 电流分量i d_f0和q轴电流分量i q_f0分别经过低通滤波器进行处理，可得到滤波后d轴电流分量i dflt_f0和滤波后q轴电流分量i qflt_f0。将滤波后d轴电流分量i dflt_f0和滤波后q轴电流分量i qflt_f0分别通过比例积分调节器，可得到d轴预设控制电压u d_f0和q轴预设控制电压u q_f0。最后将u d_f0,u q_f0分别叠加在三相光伏逆变器的d轴输出电压u d和q轴输出电压u q上，可获得d轴目标控制电压u d_final和q轴目标控制电压u q_final，再通过dq/abc坐标变换，获得三相逆变器每相输出电压最终控制量u a_final,u b_final,u c_final(即目标控制电压)，因此，可以根据目标控制电压u a_final,u b_final,u c_final生成用于控制三相逆变器中开关器件的开关信号。可理解的，三相光伏逆变器的d轴输出电压u d和q轴输出电压u q可根据三相光伏逆变器的三相输出电流i a,i b,i c确定。如图9所示，三相输出电流i a,i b,i c通过原有控制环节，可得到三相光伏逆变器的d轴输出电压u d和q轴输出电压u q。其中，上述三相输出电流i a,i b,i c通过原有控制环节得到三相光伏逆变器的d轴输出电压u d和q轴输出电压u q可理解为：三相输出电流i a,i b,i c采用基于同步坐标变换的dq轴PI调节器控制方法获取三相光伏逆变器的d轴输出电压u d和q轴输出电压u q。具体流程为：对三相光伏逆变器的三相输出电流i a,i b,i c进行abc/dq坐标变换，获得三相输出电流在以工频频率旋转的同步坐标系下的d轴电流i d和q轴电流i q；对三相光伏逆变器的三相输出电流指令i aref,i bref,i cref进行abc/dq坐标变换，获得三相输出电流指令在以工频频率旋转的同步坐标系下的d轴电流指令i dref和q轴电流指令i qref；将d轴电流指令i dref与d轴电流i d作差，差值通过比例积分控制器，获得三相光伏逆变器的d轴输出电压u d；将q轴电流指令i qref与q轴电流i q作差，差值通过比例积分控制器，获得三相光伏逆变器的q轴输出电压u q。
又例如，以PLC系统中的电力电子装置为单相光伏逆变器为例。请参见图10，图10是本申请实施例提供的另一种干扰抑制方法的流程示意图。其中，通过控制器向单相光伏逆变器下发第一PLC通信频段f 0，单相光伏逆变器可通过其采样单元采样得到单相光伏逆变器的单相输出电流i a。然后，通过陷波器，可获取单相输出电流i a在第一PLC通信频段f 0处的电流分量i a_trap。进一步地，将电流分量i a_trap通过比例谐振调节器，可得到在单相光伏逆变器的输出电压u a上要叠加的预设控制电压u a_f0，进而可将预设控制电压u a_f0叠加在u a上，获得最终控制量u a_final(即目标控制电压)，因此，可以根据目标控制电压u a_final生成用于控制三相逆变器中开关器件的开关信号。可理解的，单相光伏逆变器的输出电压u a可根据单相光伏逆变器的单相输出电流i a确定。如图10所示，单相输出电流i a通过原有控制环节，可得到单相光伏逆变器的输出电压u a。其中，单相输出电流i a通过原有控制环节得到单相光伏逆变器的输出电压u a可理解为：基于单相输出电流i a采用基于静止坐标系PR(比例谐振)调节器控制方法获取单相光伏逆变器的输出电压u a，具体流程为：将单相逆变器A相电流指令i aref与A相电流i a作差，差值通过比例谐振控制器，获得三相光伏逆变器的A相输出电压u a。
在本申请实施例中，通过减小在第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流，相当于提升了电力电子装置在PLC通信频段处的输出阻抗，进而可以实现抑制电力电子装置对于PLC通信的干扰，其不需要增加额外的无源滤波器件，降低了干扰抑制成本，提高方案的适用性。示例性地，请参见图11，图11是本申请实施例的提供的提升输出阻抗的效果示意图。如图11所示，线条1表示设置第一PLC通信频段f 0前，电力电子装置的输出阻抗， 线条2表示设置第一PLC通信频段f 0后，电力电子装置的输出阻抗。由图11可知，通过实施本申请实施例提供的干扰抑制方法，可提升电力电子装置在第一PLC通信频段f 0处的输出阻抗，以减小电力电子装置对于PLC通信的干扰。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (24)

  1. 一种电力载波通信系统，所述电力载波通信PLC系统包括PLC信号发送端、PLC信号接收端和电力电子装置，所述PLC信号发送端通过电力线连接所述PLC信号接收端，所述电力电子装置连接所述电力线；
    所述电力电子装置，用于增大在第一PLC通信频段处的输出阻抗，所述第一PLC通信频段为所述PLC信号发送端向所述PLC信号接收端发送PLC信号的PLC通信频段，以减小所述电力电子装置的输出电流在所述第一PLC通信频段处对所述PLC信号的干扰。
  2. 根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括控制器，所述控制器连接所述电力电子装置；所述控制器用于向所述电力电子装置发送所述第一PLC通信频段。
  3. 根据权利要求1或2所述的系统，其特征在于，所述电力电子装置，用于减小在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流，以增大在所述第一PLC通信频段处的输出阻抗。
  4. 根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述电力电子装置包括控制单元和电力电子电路，所述电力电子电路中包括至少一个开关器件；
    所述控制单元用于基于目标控制电压生成开关信号，并基于所述开关信号控制所述电力电子电路中开关器件动作以控制所述电力电子电路在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流。
  5. 根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述电力电子装置还包括采样单元；
    所述采样单元，用于检测所述电力电子电路的输出电流；
    所述控制单元，用于提取基于所述采样单元检测到所述电力电子电路的输出电流在所述第一PLC通信频段处的电流分量，以作为所述电力电子电路在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流。
  6. 根据权利要求4或5所述的系统，其特征在于，所述控制单元，用于基于所述电力电子电路的输出电压与预设控制电压确定所述目标控制电压；
    其中，所述预设控制电压由所述电力电子电路在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流和预设电流值确定。
  7. 根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述控制单元，用于基于所述电力电子电路在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流和所述预设电流值确定所述预设控制电压。
  8. 根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述控制单元，用于对所述第一PLC通 信频段处的谐波电流或间谐波电流和所述预设电流值的电流差值进行比例积分运算或比例谐振运算得到所述预设控制电压。
  9. 一种电力电子装置，其特征在于，所述电力电子装置适用于电力载波通信系统，所述电力载波通信系统还包括PLC信号发送端和PLC信号接收端，所述PLC信号发送端通过电力线连接所述PLC信号接收端，所述电力电子装置连接所述电力线；所述电力电子装置包括控制单元和电力电子电路；
    所述控制单元用于增大所述电力电子电路在第一PLC通信频段处的输出阻抗，所述第一PLC通信频段为所述PLC信号发送端向所述PLC信号接收端发送PLC信号的PLC通信频段，以减小所述电力电子电路的输出电流在所述第一PLC通信频段处对所述PLC信号的干扰。
  10. 根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述电力载波通信系统还包括控制器，所述控制器连接所述控制单元；所述控制单元用于从所述控制器接收所述第一PLC通信频段。
  11. 根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，所述控制单元，用于减小在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流，以增大在所述第一PLC通信频段处的输出阻抗。
  12. 根据权利要求11所述的装置，其特征在于，所述电力电子电路中包括至少一个开关器件；
    所述控制单元用于基于目标控制电压生成开关信号，并基于所述开关信号控制所述电力电子电路中开关器件动作以控制所述电力电子电路在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流。
  13. 根据权利要求12所述的装置，其特征在于，所述电力电子装置还包括采样单元；
    所述采样单元，用于检测所述电力电子电路的输出电流；
    所述控制单元，用于提取基于所述采样单元检测到所述电力电子电路的输出电流在所述第一PLC通信频段处的电流分量，以作为所述电力电子电路在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流。
  14. 根据权利要求12或13所述的装置，其特征在于，所述控制单元，用于基于所述电力电子电路的输出电压与预设控制电压确定所述目标控制电压；
    其中，所述预设控制电压由所述电力电子电路在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流和预设电流值确定。
  15. 根据权利要求14所述的装置，其特征在于，所述控制单元，用于基于所述电力电 子电路在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流和所述预设电流值确定所述预设控制电压。
  16. 根据权利要求15所述的装置，其特征在于，所述控制单元，用于对所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流和所述预设电流值的电流差值进行比例积分运算或比例谐振运算得到所述预设控制电压。
  17. 一种电力载波通信系统的干扰抑制方法，其特征在于，所述方法适用于电力载波通信PLC系统中的电力电子装置，所述PLC系统包括PLC信号发送端、PLC信号接收端和所述电力电子装置，所述PLC信号发送端通过电力线连接所述PLC信号接收端，所述电力电子装置连接所述电力线；
    所述方法包括：
    所述电力电子装置获取第一PLC通信频段，所述第一PLC通信频段为所述PLC信号发送端向所述PLC信号接收端发送PLC信号的PLC通信频段；
    所述电力电子装置增大在所述第一PLC通信频段处的输出阻抗，以减小所述电力电子装置的输出电流在所述第一PLC通信频段处对所述PLC信号的干扰。
  18. 根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述系统还包括控制器，所述控制器连接所述电力电子装置；所述电力电子装置获取第一PLC通信频段，包括：
    所述电力电子装置从所述控制器接收所述第一PLC通信频段。
  19. 根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
    所述电力电子装置减小在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流，以增大在所述第一PLC通信频段处的输出阻抗。
  20. 根据权利要求19所述的方法，其特征在于，所述电力电子装置包括控制单元和电力电子电路，所述电力电子电路中包括至少一个开关器件；所述电力电子装置减小在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流，包括：
    通过所述控制单元获取目标控制电压，基于所述目标控制电压生成开关信号，并基于所述开关信号控制所述电力电子电路中开关器件动作以控制所述电力电子电路在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流。
  21. 根据权利要求20所述的方法，其特征在于，所述电力电子装置还包括采样单元；所述方法还包括：
    通过所述采样单元检测所述电力电子电路的输出电流；
    通过所述控制单元提取基于所述采样单元检测到所述电力电子电路的输出电流在所述第一PLC通信频段处的电流分量，以作为所述电力电子电路在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流。
  22. 根据权利要求20或21所述的方法，其特征在于，所述通过所述控制单元获取目标控制电压，包括：
    通过所述控制单元获取所述电力电子电路的输出电压，根据所述输出电压与预设控制电压确定所述目标控制电压，其中，所述预设控制电压由所述电力电子电路在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流和预设电流值确定。
  23. 根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
    通过所述控制单元根据所述电力电子电路在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流和所述预设电流值确定所述预设控制电压。
  24. 根据权利要求23所述的方法，其特征在于，所述通过所述控制单元根据所述电力电子电路在所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流和所述预设电流值确定所述预设控制电压，包括：
    通过所述控制单元对所述第一PLC通信频段处的谐波电流或间谐波电流和所述预设电流值的电流差值进行比例积分运算或比例谐振运算得到所述预设控制电压。
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