CN1674395A - 模块化并联数字控制电力谐波有源抑制方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模块化并联数字控制电力谐波有源抑制方法及装置。它包括N+1台数字控制电力谐波有源抑制模块并联补偿谐波，N+1台模块中的一台是冗余模块，每台模块都有一套电流传感器从非线性负载侧同一点采样电网电流，每台模块从采样的电网电流中计算出谐波电流分量，再将谐波电流分量反相后乘以均流系数，得到电流指令，然后，采用滞环控制或者三角波比较控制，控制输出电流跟踪电流指令变化。发明采用模块化结构，便于标准化生产，扩容便利；N+1多机冗余，提高系统可靠性；并联均流控制方法，提高系统实时性和可靠性；电流测量传感方法，提高系统采样电流的可靠性、抗干扰性；DSP数字控制技术，保证优良补偿性能和实时性。
Description
技术领或
本发明涉及一种模块化并联数字控制电力谐波有源抑制方法及装置。
背景技术
1976年Gyugyi最早提出有源电力滤波器(Active Power Filter)，1983年赤木泰文等人提出“三相电路瞬时无功功率理论”，以该理论为基础的谐波电流检测方法在有源电力滤波器中得到了成功的应用[1]，极大地促进了有源电力滤波器的发展，近年来有源电力滤波器一直是学术界和产业界关注的热点之一。有源电力滤波器的结构型式主要有并联型、串联型，为了应用于大容量的谐波抑制场合，又出现了混合型、多重化主电路、多模块并联等方式。多模块并联补偿方式比较灵活，采用不同数量补偿模块并联后，可以应用于不同容量及要求的谐波抑制场合。
目前的多模块并联补偿方式的主要区别是谐波电流的采样及均流控制策略，如图1所示[2]，以往较多采用一套电流传感器采样含谐波电网电流，然后将它经过均流单元均流后，再送至各个有源电力滤波器模块，缺点是可靠性较低，抗干扰性差。
参考文献：
[1].王兆安，杨君，刘进军《谐波抑制和无功功率补偿》，机械工业出版社，1998.9
[2].Chiang，S.J.；Chang，J.M.Design and implementation of theparallelable active power filter，Power Electronics SpecialistsConference，1999.PESC 99.30th Annual IEEE，Volume：1，27 June-1 July1999，Pages：406-411 vol.1
发明内容
本发明的目的是提供一种模块化并联数字控制电力谐波有源抑制方法及装置。
模块化并联数字控制电力谐波有源抑制方法：N+1台数字控制电力谐波有源抑制模块并联补偿谐波，N+1台模块中的一台模块是冗余模块，每台模块都有一套电流传感器，这些电流传感器从非线性负载侧同一点采样电网电流，每台模块从采样的电网电流中计算出谐波电流分量，再将谐波电流分量反相后乘以均流系数，得到电流指令，然后，采用滞环控制或者三角波比较控制，控制输出电流跟踪电流指令变化。均流系数是通过各个数字控制电力谐波有源抑制模块之间进行RS485通信确定，均流系数等于正常工作的模块的台数的倒数，并且，均流系数随正常工作的模块的台数的变化而变化。N+1台模块并联接入电网。
模块化并联数字控制电力谐波有源抑制装置具有依次连接的单片机监控单元、DSP控制单元、滞环控制/三角波比较控制单元、驱动电路、三相半桥式逆变电路，DSP控制单元分别与电压传感器1、电压传感器2、电流传感器2相接，滞环控制/三角波比较控制单元与电流传感器1相接。
本发明的优点是：
1)模块化结构，便于标准化生产，用户扩容便利；
2)N+1多机冗余，当其中有一台数字控制电力谐波有源抑制模块出现故障停止工作后，其余N台模块仍然能保证提供100％的谐波补偿电流，提高了系统可靠性；
3)并联均流控制方法，均流系数等于正常工作的数字控制电力谐波有源抑制模块的台数的倒数，平均利用每台模块的功率容量，均流系数随正常工作的模块的台数的变化而变化，提高了系统的灵活、实时性和可靠性；
4)电流测量传感方法，每台数字控制电力谐波有源抑制模块都有一套电流传感器，这些电流传感器从非线性负载侧同一点采样电网电流，提高了系统采样电流的可靠性和抗干扰性；
5)采用DSP数字控制技术，保证了优良的补偿性能和高度的实时性。
附图说明
图1是以往的模块化并联谐波抑制装置接线图；
图2是本发明的模块化并联数字控制电力谐波有源抑制装置接线图；
图3是本发明的单个谐波有源抑制模块的电路方框图；
图4是本发明的单个谐波有源抑制模块的三相半桥式逆变电路拓扑图；
图5是本发明的单个谐波有源抑制模块的滞环控制/三角波控制单元的电路方框图；
图6是本发明的单个谐波有源抑制模块的DSP控制单元的电路方框图；
图7是本发明的单个谐波有源抑制模块的单片机监控单元的电路方框图。
具体实施方式
如图2所示，N+1台数字控制电力谐波有源抑制模块并联接到电网，补偿电网谐波电流，每台数字控制电力谐波有源抑制模块都有一套电流传感器，这些电流传感器从非线性负载侧同一点采样电网电流，将采样的电网电流送至每台模块的DSP控制单元，通过基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法[1]，计算出采样的电网电流中的谐波电流分量，再将谐波电流分量反相后乘以来自单片机监控单元的均流系数，得到电流指令，然后，DSP控制单元将电流指令送至滞环控制/三角波比较控制单元，在滞环控制/三角波比较控制单元中，电流指令和来自电流传感器1的输出电流的误差信号，经过滞环控制器或者三角波比较控制器，产生PWM脉冲控制信号，再通过驱动电路，驱动三相半桥式逆变电路中IGBT模块，向电网输出电流。均流系数是通过各个模块的单片机监控单元之间进行RS485通信确定，均流系数等于正常工作的模块的台数的倒数，并且，均流系数随正常工作的模块的台数的变化而变化。
如图3所示，每台数字控制电力谐波有源抑制模块的结构相同，包括三相半桥式逆变电路、驱动电路、滞环控制/三角波比较控制单元、DSP控制单元、单片机监控单元、电压传感器1、电压传感器2、电流传感器1、电流传感器2。图2中驱动电路采用三菱公司驱动芯片M57962实现。
如图4所示，三相半桥式逆变电路是三桥臂加电容中点引出式结构，具备零序电流补偿功能，其中三桥臂采用双单元IGBT模块实现。
如图5所示，滞环控制/三角波控制单元包括滞环比较环节和三角波比较环节，滞环比较环节由图5所示的依次连接的减法器1、迟滞型比较器组成，减法器1、迟滞型比较器采用集成运放LF412实现；三角波比较环节由图5所示的依次连接的减法器2、比例调节器、压控振荡器、减法器3、比较器组成，减法器2、比例调节器、压控振荡器、减法器3、比较器采用集成运放LF412实现，压控振荡器采用ICL8038实现。本发明的模块化并联数字控制电力谐波有源抑制装置中单个数字控制电力谐波有源抑制模块的电流跟踪控制可以选择滞环控制，或者三角波比较控制。滞环控制/三角波控制单元将来自DSP控制单元的电流指令信号和来自电流传感器1的补偿电流信号相减，经过滞环比较环节，或者三角波比较环节，产生PWM信号，将PWM信号送至驱动电路。
如图6所示，DSP控制单元具有依次连接的数字信号处理芯片、电阻分压电路、1/2比例电路、减法器1、减法器2、PI调节器1、PI调节器2、采样保持器、数/模变换电路组成，数字信号处理芯片采用TMS320F240，1/2比例电路、减法器1、减法器2、PI调节器1、PI调节器2采用集成运放LF412实现，采样保持器采用LF398实现，数/模变换电路采用MAX526实现。DSP控制单元送至滞环控制/三角波比较控制单元的电流指令包括三个部分：补偿电流指令、总压控制信号、均压控制信号。补偿电流指令产生方式：通过基于瞬时无功功率理论的谐波电流检测方法[1]，计算出来自电流传感器2的电网电流中的谐波电流分量，再将谐波电流分量反相后乘以来自单片机监控单元的均流系数，得到补偿电流指令。总压控制信号产生方式：来自电压传感器1的电容总电压与电阻分压电路产生的总电压参考值经过减法器1相减后，经PI调节器1，产生总压控制信号。均压控制信号产生方式：来自电压传感器2的上电容电压与电容总电压的1/2比较后经PI调节器2，产生均压控制信号。数字信号处理芯片将计算出的电流指令通过D0～D7口送至数/模变换电路，将数字形式的电流指令转换为模拟形式。
如图7所示，单片机监控单元具有依次连接的单片机、双口RAM组成，单片机采用MCS-51实现，双口RAM采用IDT71342实现。单片机监控单元一方面将人机界面输入的指令、均流系数通过双口RAM传递给DSP控制单元；另一方面，通过双口RAM接收DSP控制单元传来的补偿前三相电网电流信号用于显示；同时，单片机监控单元通过RS485通信和其它并联数字控制电力谐波有源抑制模块进行多机通信，实时监控并联补偿系统的状态，实现快速、自动均流。
Claims (5)
1.一种模块化并联数字控制电力谐波有源抑制方法，其特征在于N+1台数字控制电力谐波有源抑制模块并联补偿谐波，N+1台模块中的一台模块是冗余模块，每台模块都有一套电流传感器，这些电流传感器从非线性负载侧同一点采样电网电流，每台模块从采样的电网电流中计算出谐波电流分量，再将谐波电流分量反相后乘以均流系数，得到电流指令，然后，采用滞环控制或者三角波比较控制，控制输出电流跟踪电流指令变化。
2.根据权利要求1所述的一种模块化并联数字控制电力谐波有源抑制方法，其特征在于所述的均流系数是通过各个数字控制电力谐波有源抑制模块之间进行RS485通信确定，均流系数等于正常工作的模块的台数的倒数，并且，均流系数随着正常工作的模块的台数的变化而变化。
3.根据权利要求1所述的一种模块化并联数字控制电力谐波有源抑制方法，其特征在于所述的N+1台数字控制电力谐波有源抑制模块并联接入电网。
4.一种模块化并联数字控制电力谐波有源抑制装置，其特征在于具有依次连接的单片机监控单元、DSP控制单元、滞环控制/三角波比较控制单元、驱动电路、三相半桥式逆变电路，DSP控制单元分别与电压传感器1、电压传感器2、电流传感器2相接，滞环控制/三角波比较控制单元与电流传感器1相接；
5.根据权利要求4所述的一种模块化并联数字控制电力谐波有源抑制装置，其特征在于所述的三相半桥式逆变电路是三相半桥加电容中点引出式结构。
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Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101359831B (zh) * | 2007-08-03 | 2010-12-08 | 盈正豫顺电子股份有限公司 | 模块化有源电力滤波装置 |
| CN102738795A (zh) * | 2011-04-10 | 2012-10-17 | 上海安科瑞电气股份有限公司 | 基于多台有源电力滤波器并联运行的控制装置 |
| CN102738795B (zh) * | 2011-04-10 | 2015-01-28 | 上海安科瑞电气股份有限公司 | 基于多台有源电力滤波器并联运行的控制装置 |
| CN104734158A (zh) * | 2015-02-13 | 2015-06-24 | 泰州学院 | 一种模块化有源电力滤波器故障冗余无线控制方法 |
| CN104734158B (zh) * | 2015-02-13 | 2018-07-20 | 泰州学院 | 一种模块化有源电力滤波器故障冗余无线控制方法 |
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