[发明专利]有源电力负载平衡控制系统及其方法

说明书

技术领域

本发明涉及机电领域，具体涉及一种有源电力负载平衡控制系统及其方法。

背景技术

目前所使用的有源电力负载平衡器采用的是互相并连的三相逆变器和半桥逆变器，三相逆变器具有三个连接端，三个连接端与电网的三相连接，半桥逆变器与电网零线的连接端连接；控制电路具有连接到电网的检测端和连接到三相逆变器和半桥逆变器的驱动端。当检测到零线上的零线电流不为零时，驱动三相逆变器输入补偿零序电流，同时，通过对零线电流的计算得到半桥逆变器需要向零线输入的补偿零线电流。

这样，需要既对三相逆变器需要输入的零序电流进行计算，也需要对半桥逆变器需要输入的补偿零线电流进行计算，较为繁琐，控制上较为复杂。

发明内容

本发明提供了一种有源电力负载平衡控制系统及其方法，能够简化计算和控制。

本发明提供了一种有源电力负载平衡控制系统，包括：

主电路装置，其包括三相逆变器和两个额定电流大小相等的电容器组，其中，所述两个电容器组之间通过连接线串联，在所述连接线上设置与电网的零线连接的电线，串联后的所述两个电容器组与所述三相逆变器并联，所述三相逆变器的三个单臂分别连接到所述电网的三相；

控制系统，其包括检测装置和控制装置；其中，所述检测装置用于检测所述零线上产生的零线电流；所述控制装置用于接收所述零线电流，根据所述零线电流计算所述三相逆变器需要输出的补偿零序电流并发送控制信号，所述补偿零序电流用于抵消所述电网的三相的零序电流；所述三相逆变器接收所述控制信号后向所述电网输出所述补偿零序电流，同时，所述两个电容器组共同向所述电网的零线注入一个与所述零线电流大小相等方向相反的补偿电流。

在本发明各实施例中，优选地，每个所述电容器组包括一个或多个电容器，所述电容器包括薄膜电容器。

在本发明各实施例中，优选地，每个所述电容器组的额定电流的大小大于或等于所述三相逆变器单臂电流的1.5倍。

在本发明各实施例中，优选地，所述控制装置包括三相脉宽调制控制装置。

在本发明各实施例中，优选地，进一步包括：放大装置，其用于将所述控制装置发送的控制信号放大，并将放大后的所述控制信号发送至所述三相逆变器。

在本发明各实施例中，优选地，所述检测装置包括零线电流互感器或零序电流互感器；其中，当包括所述零线电流互感器时，所述零线电流互感器以电磁方式检测所述电网的零线电流；当包括所述零序电流互感器时，所述零序电流互感器以电磁方式检测所述电网的三相的零序电流，零序电流的大小与所述零线电流的大小相同。

本发明还提供一种有源电力负载平衡控制方法，所述方法包括如下步骤：

检测电网的零线电流；

当检测到所述电网的零线电流不为零时，发送检测结果；

根据所述检测结果计算需要输出的补偿零序电流并发送控制信号；

三相逆变器接收控制信号；所述三相逆变器向所述电网的相线中注入所述补偿零序电流，同时，两个电容器组通过电线共同向所述电网的零线中注入一个补偿电流；

其中，所述补偿电流与所述零线电流的大小相等方向相反。

在本发明各实施例中，优选地，在所述检测所述电网的零线电流时包括：检测所述电网的三相的零序电流，将三相的零序电流矢量相加，得到所述电网的零线电流。

在本发明各实施例中，优选地，在所述根据所述检测结果计算需要输出的补偿零序电流的步骤，包括：将检测到的所述零线电流的大小除以3，得到零序电流的大小，所述补偿零序电流的大小与计算得到的所述零序电流的大小相等。

在本发明各实施例中，优选地，在所述发送控制信号的步骤进一步包括：将所述控制信号进行放大，将放大后的所述控制信号发送。

通过本发明提供的各实施例，能够带来以下至少一个有益效果：

1.通过将现有技术的半桥逆变器换成两个相互串联的电容器组，并在连接两个电容器组的连接线之间引出电线连接电网的零线，能够减少在控制系统上对半桥逆变器的计算和控制，简化了控制系统，使得控制更简单；同时，由于电容器组相对于半桥逆变器的成本较低，节约了成本。零线电流调节特性不受外部回路负载特性(无功、谐波)变化的影响，可以连续、稳定、高效、可靠的消除零线电流。本发明只采集零线电流或零序电流并以此作简单处理即可，简化了硬件电路和控制算法，大幅度缩减了控制信号与检测信号间的延时，控制响应速度快，容易实现产品高频化。电子开关电路的工作频率越高，越容易实现产品小型化、低成本化。