CN202817792U - 一种微源并网电能质量控制系统 - Google Patents

一种微源并网电能质量控制系统 Download PDF

Info

Publication number
CN202817792U
CN202817792U CN2012204633207U CN201220463320U CN202817792U CN 202817792 U CN202817792 U CN 202817792U CN 2012204633207 U CN2012204633207 U CN 2012204633207U CN 201220463320 U CN201220463320 U CN 201220463320U CN 202817792 U CN202817792 U CN 202817792U
Authority
CN
China
Prior art keywords
circuit
drive circuit
connection type
type active
current
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.)
Expired - Lifetime
Application number
CN2012204633207U
Other languages
English (en)
Inventor
帅智康
涂春鸣
盘宏斌
戴晓宗
楚烺
姚鹏
肖凡
张杨
蒋玲
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.)
Hunan University
Original Assignee
Hunan University
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 Hunan University filed Critical Hunan University
Priority to CN2012204633207U priority Critical patent/CN202817792U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN202817792U publication Critical patent/CN202817792U/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • 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
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • 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
    • Y02E40/20—Active power filtering [APF]
    • 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
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P80/00—Climate change mitigation technologies for sector-wide applications
    • Y02P80/10—Efficient use of energy, e.g. using compressed air or pressurized fluid as energy carrier
    • Y02P80/14—District level solutions, i.e. local energy networks

Abstract

本实用新型公开了一种微源并网电能质量控制系统，包括统一电能质量控制器、耦合变压器、驱动电路、短路电流检测电路、DSP控制器，通过在UPQC的串联有源电力滤波器侧的耦合变压器原边并联一个比较大的限流电感，在UPQC的直流大电容侧并联光伏发电电源。本实用新型解决了微网并网发电中短路电流限制、谐波抑制以及电压波动等电能质量问题，兼顾电能质量治理、故障限流和光伏发电，降低了微网建设成本，节约了资源。

Description

一种微源并网电能质量控制系统
技术领域
本实用新型涉及一种智能配电网微源并网及电能质量控制多变流系统。 
背景技术
微网是基于可再生能源的分布式微型电网技术，近年来越来越受到人们的关注。不过微网在并网运行时，由于微源的间歇性、不稳定性，以及大量电力电子的使用造成微网内部和配电网接入出点电能质量指标较差。同时当大量分布式电源投入时，更会带来诸多的电能质量问题。这将对一些对供电质量要求很高的设备产生极大的危害，也会对大电网的电能质量产生不好的影响。为解决这一问题，对微源并网时电能质量处理有了更高的要求：能够进行微源并网供电的同时进行电能质量的处理、限制负载短路电流。而现有的一些装置存在以下不足：
1、现有的限制负载短路电流的装置如图1所示为带旁路电感的变压器耦合三相桥式固态限流器，其工作原理是：正常运行时，三相桥晶闸管T1~T6各导通180o，T7、T8触发脉冲常加，直流电感中的电流为负载电流耦合到二次侧的电流峰值，近似恒定，直流电感两端的电压近似为零，所以耦合变压器副边电压近似为零，耦合变压器副边等效阻抗为零，原边相当于被短路，串联电抗不起作用，不影响系统正常运行；当发生短路故障时，变压器上承受电压，旁路电感和通过变压器耦合到原边的等效直流电感并联后串入主回路，限流电流的上升；控制系统封锁各晶闸管脉冲，使桥路退出运行，副边相当于短路，从而旁路电感自动串入被短路线路，起到限流的目的，因此，当电网正常运行时，限流器串入电网中存在空载运行，这样就形成了损耗，造成了资源浪费。
2、现有的电能质量治理装置如图2所示为统一电能质量控制器。其工作原理：电路系统由一个串联APF和一个并联APF组成，两者共用直流侧。其中，靠近电网侧的串联APF按受控电压源方式工作，通过变压器串联连接在电网和负载之间，当电网侧电压发生波动时，向电网注入一个幅值、相位可控的补偿电压，以保证负载电压稳定；而靠近负载侧的并联APF按受控电流源方式工作，通过输出电感L连接在负载侧，向电网注入与负载谐波和无功电流大小相等方向相反的电流，抑制非线性负载电流对电网的影响。直流侧电容电压的稳定由并联APF从电网吸收或释放有功功率来维持。
现有的电能质量治理装置，短路限流装置，光伏发电装置都不能兼顾电能质量治理、故障限流和光伏发电，使得微网建设成本增加。同时固态限流器在正常工作时T1-T8管及直流电感长时间都有电流流过，形成了长时间的损耗，造成了资源的浪费。 
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是，针对现有技术不足，提供一种微源并网电能质量控制系统，兼顾电能质量治理、故障限流和光伏发电，降低微网建设成本，节约资源。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种微源并网电能质量控制系统,包括统一电能质量控制器、耦合变压器、驱动电路、短路电流检测电路、DSP控制器，所述统一电能质量控制器由串联型有源电力滤波器和并联型有源电力滤波器串联组成，所述串联型有源电力滤波器三个输出端各通过一个开关管与一个耦合变压器连接，所述三个耦合变压器接入三相电网和三相负载之间，所述三个耦合变压器的原边各并联有一个限流大电感，所述三个耦合变压器副边两两连接，每个耦合变压器副边并联有一个电容；所述并联型有源电力滤波器并接入三相电网，所述并联型有源电力滤波器直流侧电容侧依次并联有一个开关管和光伏电源；所述光伏电源包括光伏阵列和光伏阵列电容，所述光伏阵列与光伏阵列电容并联；所述短路电流检测电路与第一驱动电路连接，第一驱动电路与串联型有源电力滤波器和耦合变压器之间的开关管连接；所述DSP控制器与第二驱动电路、第三驱动电路、第四驱动电路连接，所述第二驱动电路与串联型有源电力滤波器的开关管连接，所述第三驱动电路与并联型有源电力滤波器的开关管，所述第四驱动电路与光伏电源侧的开关管连接。
 该系统控制方法步骤如下：     
    1）检测三相电网侧电压                                                
Figure DEST_PATH_IMAGE001
、、
Figure DEST_PATH_IMAGE003
，三相电网侧电流、
Figure DEST_PATH_IMAGE005
、，耦合变压器原边电压
Figure DEST_PATH_IMAGE007
、、
Figure DEST_PATH_IMAGE009
，三相负载电流
Figure 576164DEST_PATH_IMAGE010
、、，并联型有源电力滤波器输出电流
Figure DEST_PATH_IMAGE013
、、
Figure 478940DEST_PATH_IMAGE014
，直流侧电容电压
Figure DEST_PATH_IMAGE015
、光伏阵列输出电容电压
Figure 147818DEST_PATH_IMAGE016
、光伏阵列输出电流
Figure DEST_PATH_IMAGE017
：通过PLL数字锁相环测量三相电网电压的A相电网电压过零点后的数字相位；
    2）根据检测到的负载侧电流值
Figure 203499DEST_PATH_IMAGE010
、
Figure 957828DEST_PATH_IMAGE011
、
Figure 757157DEST_PATH_IMAGE012
，短路电流检测电路判断负载侧是否出现短路故障，并输出相应的开关信号
Figure 280542DEST_PATH_IMAGE018
；如果负载侧出现短路，短路电流检测电路输出低电平，即为0，则第一驱动电路使串联型有源电力滤波器与耦合变压器副边之间的开关管全部断开，同时第二驱动电路使统一电能质量控制器的串联型有源电力滤波器的开关管全部关断，第三驱动电路、第四驱动电路分别使统一电能质量控制器的并联型有源电力滤波器及光伏电源侧的开关管全部断开，光伏电源及统一电能质量控制器完全退出运行；如果负载侧没有出现短路故障，短路电流检测电路输出高电平，即
Figure 515794DEST_PATH_IMAGE018
为1，则第一驱动电路使串联型有源电力滤波器与耦合变压器副边之间的开关管全部导通，第二驱动电路使串联型有源电力滤波器工作在谐波电压治理及电压补偿状态，第三驱动电路、第四驱动电路分别使并联型有源电力滤波器及光伏电源工作在光伏发电及负载谐波电流补偿状态，统一电能质量控制器和光伏电源投入运行，进入3）；   
    3）根据
Figure 853234DEST_PATH_IMAGE016
，
Figure 496705DEST_PATH_IMAGE017
，通过MPPT算法得到光伏发电有功电流参考值，光伏阵列电容电压参考值
Figure 894189DEST_PATH_IMAGE020
；
4）根据三相负载电流
Figure 623110DEST_PATH_IMAGE010
、
Figure 701925DEST_PATH_IMAGE011
、
Figure 262219DEST_PATH_IMAGE012
、光伏发电有功电流参考值
Figure 33866DEST_PATH_IMAGE019
以及PLL数字锁相环测量到的A相电网电压过零点后的数字相位，通过复合ip-iq算法得到串联型有源电力滤波器需补偿的有功、无功及谐波电流复合参考信号
Figure DEST_PATH_IMAGE021
、、
Figure DEST_PATH_IMAGE023
，经电流反馈后通过DSP控制器及第三驱动电路控制并联型有源电力滤波器产生输出电流；其中光伏发电有功电流参考值
Figure 430791DEST_PATH_IMAGE019
及并联型有源电力滤波器直流侧电容的参考信号
Figure 845592DEST_PATH_IMAGE024
与检测信号
Figure 788140DEST_PATH_IMAGE015
的差值经PI调节器一起叠加到瞬时有功分量上，保证直流侧电容稳定及光伏发电有功能通过并联型有源电力滤波器传输到三相电网；
5）根据MPPT算法得到的光伏阵列电容电压参考值
Figure 226075DEST_PATH_IMAGE020
，经电压反馈后通过DSP控制器及第四驱动电路，驱动光伏电源侧的开关管，保证光伏电源工作在最大功率点处；
6）由PLL数字锁相环测量到的A相电网电压过零点后的数字相位经过三相负载电压指令计算，得到三相负载需要的电压波形，该波形与实际三相电网侧电压
Figure 709009DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 243895DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 357345DEST_PATH_IMAGE003
相减得到串联型有源电力滤波器需要补偿的电压参考信号
Figure DEST_PATH_IMAGE025
、
Figure 846357DEST_PATH_IMAGE026
、；同时通过电压反馈经DSP控制器及第二驱动电路形成PWM信号控制串联型有源电力滤波器产生补偿电压。
作为优选方案，所述短路电流检测电路包括三个一次电流互感器、或非门和处理器，三个一次电流互感器各通过依次连接的二次电流互感器、A/D采样电路、比较器接入或非门，或非门与处理器连接。
作为优选方案，所述第一驱动电路、第二驱动电路、第三驱动电路、第四驱动电路均为光电耦合驱动电路。
通过UPQC（统一电能质量控制器）、故障限流器（限流电感和与耦合变压器串联的开关管）及光伏电源的共同作用，实现了微源并网发电的同时电能质量治理及故障限流的作用。
本实用新型的微源并网电能质量控制系统的工作原理是：电网正常时，运行在UPQC及光伏发电模式，串联型有源电力滤波器补偿来自电网侧的电压谐波和抑制电压波动，并联型有缘电力滤波器抑制各种非线性、冲击性负载引起的谐波与无功电流以及光伏发电引起的谐波问题，同时光伏电源通过并联型有缘电力滤波器向电网输出有功能量。此时耦合变压器两端只有谐波电压降及电压波动，且由于耦合变压器原边并联电感（限流电感）La、Lb、Lc电感值比较大，谐波阻抗较高，因此，电感上流过的电流很小，不影响UPQC及电网正常运行，电网发生短路故障时，关闭所有开关管，运行在限流模式，此时UPQC和光伏电源退出运行，串联变压器副边呈极大阻抗，电网电流从限流电感La、Lb、Lc中流过，从而限制电网短路电流。
与现有技术相比，本实用新型所具有的有益效果为：本实用新型突破了传统固态限流器在电网正常运行时空载运行的现状，充分利用了开关器件，同时通过将光伏发电装置与电能质量治理装置UPQC有效结合，解决了微网并网发电中短路电流限制、谐波抑制以及电压波动等电能质量问题，兼顾电能质量治理、故障限流和光伏发电，降低了微网建设成本，节约了资源。
附图说明
图1为带旁路电感的变压器耦合三相桥式固态限流器（FCL）结构示意图；
图2为串并联型有源电力滤波器UPQC结构示意图；
图3为本实用新型一实施例微源并网电能质量控制系统电路结构示意图；
图4为本实用新型一实施例光伏电源等效电路结构示意图；
图5为本实用新型一实施例复合控制信号计算原理框图；
图6为本实用新型一实施例短路电流检测电路结构示意图；
 图7为本实用新型一实施例电压跟踪控制、电流跟踪控制方法图；（a）电压跟踪控制方法图；（b）电流跟踪控制方法图；
图8为本实用新型一实施例光伏电源P-V特性曲线示意图；
图9为本实用新型一实施例光伏电源干扰法流程图。
具体实施方式
如图3和图4所示，本实用新型一实施例微源并网电能质量控制系统包括统一电能质量控制器、耦合变压器、驱动电路、短路电流检测电路、DSP控制器，所述统一电能质量控制器由串联型有源电力滤波器和并联型有源电力滤波器串联组成，所述串联型有源电力滤波器三个输出端各通过一个开关管与一个耦合变压器连接，所述三个耦合变压器接入三相电网和三相负载之间，所述三个耦合变压器的原边各并联有一个限流大电感，所述三个耦合变压器副边两两连接，每个耦合变压器副边并联有一个电容；所述并联型有源电力滤波器并接入三相电网，所述并联型有源电力滤波器直流侧电容侧依次并联有一个开关管和光伏电源；所述光伏电源包括光伏阵列和光伏阵列电容，所述光伏阵列与光伏阵列电容并联；所述短路电流检测电路与第一驱动电路连接，第一驱动电路与串联型有源电力滤波器和耦合变压器之间的开关管连接；所述DSP控制器与第二驱动电路、第三驱动电路、第四驱动电路连接，所述第二驱动电路与串联型有源电力滤波器的开关管连接，所述第三驱动电路与并联型有源电力滤波器的开关管，所述第四驱动电路光伏电源侧的开关管连接。
所述第一驱动电路、第二驱动电路、第三驱动电路、第四驱动电路均为光电耦合驱动电路。
本实用新型是在一台UPQC(图2)原有装置和功能的基础上，在直流侧大电容上并联光伏发电装置起光伏并网发电的作用，在UPQC串联逆变器的串联耦合变压器的原边并有大限流电感，副边串联有全控型器件，起FCL的作用。UPQC能抑制来自电网侧的谐波电压和电压波动，抑制各种非线性、冲击性负载引起的谐波和无功电流，是本实用新型的电能质量控制系统。光伏发电装置如图4，光伏发电装置与UPQC共用一个并联型有源电力滤波器，将光能通过直流侧电容及并联型有源电力滤波器输送到电网，是本实用新型的微源系统。FCL装置能限制短路，是本实用新型的限流系统。本实用新型系统的运行状态为，当系统工作正常没有发生短路时，电能质量处理和光伏发电正常同时进行，当系统发生短路时，电能质量处理和光伏发电同时退出运行。
通过短路电流检测电路检测三相负载侧电流
Figure 70665DEST_PATH_IMAGE010
、
Figure 194479DEST_PATH_IMAGE011
、
Figure 478830DEST_PATH_IMAGE012
是否短路，并产生控制信号来控制耦合变压器副边IGBT的开断，当负载侧发生短路时，短路电流检测电路产生低电平使耦合变压器副边IGBT关断，原边产生高阻抗，限流电感串入电网起限流作用，当负载未出现故障时，短路电流检测电路产生高电平使副边IGBT开通，UPQC和光伏发电投入运行，补偿谐波电压、谐波电流，耦合变压器两端只有谐波电压降，且由于耦合变压器原边并联电感（限流电感）La、Lb、Lc电感值比较大，谐波阻抗较高，因此，电感上流过的电流很小，不影响UPQC及微网正常运行，具体实施过程如下：
根据检测到的负载侧电流值
Figure 891357DEST_PATH_IMAGE010
、
Figure 981673DEST_PATH_IMAGE011
、，短路电流检测电路判断负载侧是否出现短路故障，并输出相应的开关信号
Figure 352928DEST_PATH_IMAGE018
；如果负载侧出现短路，短路电流检测电路输出低电平，即
Figure 252751DEST_PATH_IMAGE018
为0，则第一驱动电路使串联APF与耦合变压器副边之间的开关管全部断开，同时第二驱动电路使UPQC的串联型有源电力滤波器部分的开关管全部关断，第三驱动电路、第四驱动电路分别使UPQC的并联型有源电力滤波器及光伏电源侧的开关管全部断开，光伏电源及UPQC完全退出运行；如果负载侧没有出现短路故障，短路电流检测电路输出高电平，即为1，则第一驱动电路使串联APF与耦合变压器副边之间的开关管全部导通，第二驱动电路使串联型有源电力滤波器工作在谐波电压治理及电压补偿状态，第三驱动电路、第四驱动电路分别使并联型有源电力滤波器及光伏电源电路工作在光伏发电及负载谐波电流补偿状态，UPQC和光伏发电装置投入运行。
DSP控制器通过采样电网信息，通过程序编程，经A/D转换，计算得到串联型有源电力滤波器需要补偿的电压参考信号
Figure 182847DEST_PATH_IMAGE025
、、
Figure 494322DEST_PATH_IMAGE027
、并联有缘电力滤波器需补偿的有功、无功及谐波电流复合参考信号
Figure 926440DEST_PATH_IMAGE021
、
Figure 817036DEST_PATH_IMAGE022
、
Figure 614090DEST_PATH_IMAGE023
、通过MPPT算法得到光伏发电有功电流参考值
Figure 285243DEST_PATH_IMAGE019
和光伏阵列电容电压参考值、这些参考信号经DSP的电压跟踪控制及电流跟踪控制功能产生PWM信号，实现输出。
光伏电源工作原理：采用最大功率点跟踪控制方法（基于扰动的自寻优MPPT控制方法）。由太阳能电池光伏P-V曲线图8可知，在小于Umax的区域，输出功率随电压的增大而增大，在大于Umax的区域，输出功率随电压的增大为减小，可见最大功率点跟踪实质上是一个自寻优过程，即通过控制太阳电池端电压，当光伏电池的工作电压
Figure 469417DEST_PATH_IMAGE028
等于
Figure DEST_PATH_IMAGE029
时，其输出功率P也随之达到最大值，使得光伏电池工作在最大功率点，这样就保证了光伏电池能适应日照和温度环境的变化，从而智能的工作在最大功率点，不断获得最大功率输出。
MPPT算法的基本原理：给光伏阵列的输出电压周期性的加一个扰动量C，比较其当前输出功率与上一周期输出功率大小的变化，如果输出量功率是增加的，则下一个周期不改变扰动方向，继续添加扰动量C，否则向相反的方向添加扰动，本系统的扰动量为电压。系统通过对光伏电源中Boost电路的占空比
Figure 499690DEST_PATH_IMAGE030
的控制来实现对光伏阵列电容电压的控制，该干扰法的流程图如图9。
对光伏阵列输出电压进行闭环控制，达到最大功率点跟踪，是由Boost电路实现的，其等效电路如图4所示，R1为电感L1中的等效电阻。
当系统工作在稳态时，光伏输出电压
Figure DEST_PATH_IMAGE031
和直流侧电压
Figure 159603DEST_PATH_IMAGE032
是稳定不变的，则Boost电路开关管导通t0时，有
Figure DEST_PATH_IMAGE033
                                        （1）
当Boost电路开关管阻断t1时，有
Figure 871207DEST_PATH_IMAGE034
                                    （2）
由Boost电路的原理可知，稳态时电感L1在一个周期中电压平均值为零，从式（1）及式（2）得
Figure DEST_PATH_IMAGE035
Figure 798712DEST_PATH_IMAGE036
                        （3）
周期时间
Figure DEST_PATH_IMAGE037
，由此可得
Figure 937569DEST_PATH_IMAGE038
                                   （4）
稳态时，
Figure 583314DEST_PATH_IMAGE031
是恒定不变的，所以光伏阵列输出电容电流平均值为零，Boost电感电流
Figure DEST_PATH_IMAGE039
等于光伏阵列输出电流
Figure 895347DEST_PATH_IMAGE017
，由光伏阵列输出电压和电流的关系，可知，
Figure 880621DEST_PATH_IMAGE040
，
Figure DEST_PATH_IMAGE041
是关于
Figure 754161DEST_PATH_IMAGE016
的可变系数式，电流和电压成对应的关系，则（4）式可以表示为
Figure 824885DEST_PATH_IMAGE042
                                        （5）
通过控制S10的导通占空比可以控制光伏阵列输出电压
Figure 780389DEST_PATH_IMAGE016
，本系统采用的是比例积分控制，将光伏阵列的实际输出电压和给定电压
Figure 261049DEST_PATH_IMAGE020
比较，经过PI调节后和三角载波比较进行PWM调制，通过脉宽的改变控制导通占空比
Figure 553490DEST_PATH_IMAGE030
，实现光伏阵列输出电压闭环控制。
光伏发电及UPQC复合控制信号计算原理：
（1）采用瞬时功率理论的谐波检测ip-iq法为基础的复合检测法控制并联型有源电力滤波器，三相负载电流
Figure DEST_PATH_IMAGE043
、和
Figure DEST_PATH_IMAGE045
经过
Figure 167191DEST_PATH_IMAGE046
和LPF低通滤波后得到的是基波有功直流分量
Figure DEST_PATH_IMAGE047
，是由MPPT计算出的光伏阵列并网有功直流分量，
Figure 926385DEST_PATH_IMAGE048
为直流侧稳定所需的有功电流直流分量。
由图5所示：指令合成后变为：
那么，可以得到复合控制指令电流、
Figure 434169DEST_PATH_IMAGE022
、
Figure 584528DEST_PATH_IMAGE023
为
   
从上式可以看出指令电流的第一项是ip-iq谐波检测理论中的无功及谐波电流分量，第二项是基波有功电流，其中包含了光伏阵列并网有功直流分量
Figure 112778DEST_PATH_IMAGE019
和直流侧稳定所需的有功电流直流分量
Figure 516078DEST_PATH_IMAGE048
。指令信号通过DSP控制器驱动并联型有源电力滤波器开关管（S1-S6）输出电流。
（2）参见图5所示：通过PLL数字锁相环测量三相电网电压的A相电网电压过零点后的数字相位进过负载电压指令计算得到负载需要的电压波形与实际电网侧电压
Figure 837338DEST_PATH_IMAGE001
、
Figure 591667DEST_PATH_IMAGE002
、
Figure 328679DEST_PATH_IMAGE003
相减得到串联逆变器需要补偿的电压参考信号
Figure 427565DEST_PATH_IMAGE025
、
Figure 857409DEST_PATH_IMAGE026
、
Figure 833455DEST_PATH_IMAGE027
。同时通过电压反馈，经过DSP控制器形成PWM信号，再经过第二驱动电路驱动串联型有源电力滤波器（T1-T6）产生补偿电压。
参见6所示，短路电流检测电路包括三个一次电流互感器、或非门和处理器，三个一次电流互感器各通过依次连接的二次电流互感器、A/D采样电路、比较器接入或非门，或非门与处理器连接。
参见图7所示：分别为电压跟踪控制和电流跟踪控制方法图，它们均采用三角波比较方式，指令信号经过电压跟踪控制及电流电流跟踪控制后得到并联和串联型有源电力滤波器IGBT的PWM控制信号，控制统一电能质量控制器工作。
在该方式中，指令信号与实际补偿信号的偏差经过放大器A之后与三角波比较，再通过比较器后输出PWM信号。 

Claims (5)

1.一种微源并网电能质量控制系统,包括统一电能质量控制器、耦合变压器、驱动电路、短路电流检测电路、DSP控制器，其特征在于，所述统一电能质量控制器由串联型有源电力滤波器和并联型有源电力滤波器串联组成，所述串联型有源电力滤波器三个输出端各通过一个开关管与一个耦合变压器连接，所述三个耦合变压器接入三相电网和三相负载之间，所述三个耦合变压器的原边各并联有一个限流大电感，所述三个耦合变压器副边两两连接，每个耦合变压器副边并联有一个电容；所述并联型有源电力滤波器并接入三相电网，所述并联型有源电力滤波器直流侧电容侧依次并联有一个开关管和光伏电源；所述光伏电源包括光伏阵列和光伏阵列电容，所述光伏阵列与光伏阵列电容并联；所述短路电流检测电路与第一驱动电路连接，第一驱动电路与串联型有源电力滤波器和耦合变压器之间的开关管连接；所述DSP控制器与第二驱动电路、第三驱动电路、第四驱动电路连接，所述第二驱动电路与串联型有源电力滤波器的开关管连接，所述第三驱动电路与并联型有源电力滤波器的开关管，所述第四驱动电路与光伏电源侧的开关管连接。
2.根据权利要求1所述的微源并网电能质量控制系统,其特征在于，所述开关管为IGBT。
3.根据权利要求1所述的微源并网电能质量控制系统,其特征在于，所述短路电流检测电路包括三个一次电流互感器、或非门和处理器，三个一次电流互感器各通过依次连接的二次电流互感器、A/D采样电路、比较器接入或非门，或非门与处理器连接。
4.根据权利要求3所述的微源并网电能质量控制系统,其特征在于，所述处理器为单片机。
5.根据权利要求1所述的微源并网电能质量控制系统，其特征在于，所述第一驱动电路、第二驱动电路、第三驱动电路、第四驱动电路均为光电耦合驱动电路。
CN2012204633207U 2012-09-12 2012-09-12 一种微源并网电能质量控制系统 Expired - Lifetime CN202817792U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012204633207U CN202817792U (zh) 2012-09-12 2012-09-12 一种微源并网电能质量控制系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2012204633207U CN202817792U (zh) 2012-09-12 2012-09-12 一种微源并网电能质量控制系统

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN202817792U true CN202817792U (zh) 2013-03-20

Family

ID=47876606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2012204633207U Expired - Lifetime CN202817792U (zh) 2012-09-12 2012-09-12 一种微源并网电能质量控制系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN202817792U (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103530440A (zh) * 2013-08-29 2014-01-22 浙江工业大学 基于粒子群优化算法的微网谐波抑制方法
CN103795082A (zh) * 2014-02-13 2014-05-14 辽宁立德电力电子股份有限公司 一种分布式电源接网控制器及控制方法
CN103997043A (zh) * 2014-05-15 2014-08-20 南京工程学院 一种基于t型三电平的统一电能质量调节器及其调节方法
CN104022509A (zh) * 2014-05-27 2014-09-03 桂林电子科技大学 快速准确检测指令信号的多功能电能质量调节器
CN106099990A (zh) * 2016-05-30 2016-11-09 国家电网公司 高渗透率分布式光伏电压质量改善器及其控制系统
CN107645166A (zh) * 2017-10-30 2018-01-30 燕山大学 一种集成光伏的新型统一电能质量调节装置及其控制方法
CN108233396A (zh) * 2018-03-15 2018-06-29 南京工程学院 一种具有光储单元的统一电能质量控制器及其控制方法

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103530440A (zh) * 2013-08-29 2014-01-22 浙江工业大学 基于粒子群优化算法的微网谐波抑制方法
CN103530440B (zh) * 2013-08-29 2017-02-08 浙江工业大学 基于粒子群优化算法的微网谐波抑制方法
CN103795082A (zh) * 2014-02-13 2014-05-14 辽宁立德电力电子股份有限公司 一种分布式电源接网控制器及控制方法
CN103795082B (zh) * 2014-02-13 2015-09-09 辽宁立德电力电子股份有限公司 一种分布式电源接网控制器及控制方法
CN103997043A (zh) * 2014-05-15 2014-08-20 南京工程学院 一种基于t型三电平的统一电能质量调节器及其调节方法
CN104022509A (zh) * 2014-05-27 2014-09-03 桂林电子科技大学 快速准确检测指令信号的多功能电能质量调节器
CN106099990A (zh) * 2016-05-30 2016-11-09 国家电网公司 高渗透率分布式光伏电压质量改善器及其控制系统
CN107645166A (zh) * 2017-10-30 2018-01-30 燕山大学 一种集成光伏的新型统一电能质量调节装置及其控制方法
CN107645166B (zh) * 2017-10-30 2021-01-08 燕山大学 一种集成光伏的新型统一电能质量调节装置及其控制方法
CN108233396A (zh) * 2018-03-15 2018-06-29 南京工程学院 一种具有光储单元的统一电能质量控制器及其控制方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102832642B (zh) 一种微源并网电能质量控制系统控制方法
CN202817792U (zh) 一种微源并网电能质量控制系统
CN101950985B (zh) 单相并网光伏逆变器输出谐波及直流分量的抑制方法
CN104269878B (zh) 一种可提供无功支撑的并网光伏发电系统低电压穿越控制方法
CN103986136B (zh) 一种基于光储技术的新型多功能故障限流系统及其控制方法
CN203405559U (zh) 电能回馈型电子负载
CN103414196A (zh) 一种并网逆变器并网点电压动态补偿控制方法
CN105763094A (zh) 一种基于电压前馈和复合电流控制的逆变器控制方法
CN103199539A (zh) 一种零有功注入的统一电能质量调节器电压暂降补偿方法
CN205232057U (zh) 单相两级式光伏逆变装置
CN105119262A (zh) 同时实现电能质量调节和小电流接地故障有源消弧的电路
CN105119290A (zh) 一种不间断电源的功率补偿系统及控制方法
CN100407540C (zh) 注入式混合型有源电力滤波器的复合控制方法
CN104184160A (zh) 移动储能电站储能功率转换系统
CN105024395A (zh) 一种抑制光伏并网发电系统输入电流脉动的装置及方法
CN103199557A (zh) 一种基于tms320f2812的光伏并网及电能质量综合治理统一控制方法
CN103259281A (zh) 具有负序电流补偿机制的能量转换系统和方法
CN102064559A (zh) 一种高电压冗余的风力发电机变流器
CN108777487B (zh) 一种交直流混合微电网与配电网间的电路环节及控制方法
CN105119317A (zh) 一种利用光伏发电装置补偿的方法
CN103795067B (zh) 一种66kV高压直挂式无功发生器控制方法
CN105098768A (zh) 基于电容电流的微网变流器无缝切换控制策略
CN106208059B (zh) 可调阻抗式分布式光伏发电集群谐振抑制系统及抑制方法
CN107026475A (zh) 一种太阳能分布式发电系统入网控制方法
CN202309554U (zh) 一种光伏并网变换器

Legal Events

Date Code Title Description
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CX01 Expiry of patent term
CX01 Expiry of patent term

Granted publication date: 20130320