[发明专利]一种无功补偿和抑制电网低次谐波电流的控制器及控制方法

说明书

技术领域；

本发明涉及了一种模拟和数字综合控制的无功补偿和电网低次谐波电流抑制的实现方法，具体涉及一种无功补偿和抑制电网低次谐波电流的控制方法。

背景技术：

为了提高电网电能的传输效率，需要控制电网的无功功率，由于电网存在非线性用电设备，特别是电力电子设备的应用，给电网带来的谐波污染影响电网安全运行和电能传输效率。应用全数字化的静止无功补偿装置功率器件的驱动信号计算采用近似算法导致无功补偿装置输出谐波增加，无功补偿装置具备的电网谐波抑制功能算法复杂不能精确抑制电网谐波电流；而全模拟无功补偿装置无法实现实时无功补偿和谐波电流抑制。

发明内容：

为解决上述问题，本发明提供了一种无功补偿和抑制电网低次谐波电流的控制器及控制方法，本发明可对电网电压和电流进行数字化计算，其输出电压信号实时值经D/A转换的模拟信号与模拟三角波发生电路生成的载波信号直接比较后可输出无功补偿器的驱动信号。

本发明的无功补偿和抑制电网低次谐波电流的控制器，为实现上述目的所采用的技术方案在于：包括DSP控制芯片、电网侧电压检测电路、电网侧电流检测电路、比较电路和模拟三角波发生电路，所述模拟三角波发生电路连接比较电路，所述DSP控制芯片分别通过电网侧电压检测电路和电网侧电流检测电路与电网相连，电网侧电压检测电路和电网侧电流检测电路通过信号调理电路与DSP控制芯片的A/D输入模块相连，DSP控制芯片的D/A输出模块经高通滤波器与比较电路相连，比较电路连接功率变换电路，功率变换电路连接电网。

进一步地，所述功率变换电路经平波电抗器连接电网。

本发明的无功补偿和抑制电网低次谐波电流的控制方法，为实现上述目的所采用的技术方案在于由以下步骤构成：

一、通过模拟三角波发生电路产生电网无功功率控制和谐波抑制功率变换器中功率器件驱动信号的载波信号输送给比较电路；

二、DSP控制芯片通过电流检测电路检测电网侧的电流检测信号、通过电压检测电路检测电网侧的电压检测信号，电流检测信号与电压检测信号经DSP控制芯片的A/D输入模块转换为数字信号输入DSP控制芯片内进行计算后，由DSP控制芯片的D/A输出模块输出模拟信号给高通滤波器进行滤波后再输送给比较电路；

三、比较电路将步骤一获得的载波信号与步骤二获得的模拟信号进行比较后生成功率器件在无谐波抑制电压时的精确SPWM驱动信号和有谐波抑制电压时的PWM驱动信号。

进一步地，所述步骤二中的电流检测信号和电压检测信号分别经过信号调理后再输出给A/D输入模块，以确保信号的匹配，其中经调理的电压信号频率与电网电压频率严格一致，幅值按照功率因数设定计算得到，相位与电网电压相位相同，自动识别电网相序。

进一步地，所述电流检测信号经A/D输入模块变换后进行无功分量计算得出无功电流的大小和性质，由电流谐波分析得出各次谐波电流的大小和相位，确定各次谐波电压的实时值并与经转换的电网电压信号相加得到控制电网无功电流和抑制电网低次谐波电流的电压复合信号值经D/A输出模块输出。

本发明的有益效果是：本发明对电网侧电压测量信号进行信号调理数字化计算后由DSP控制芯片的D/A输出模块输出并经高通滤波器转换为交流信号，此交流信号与模拟三角波发生电路发出的载波信号直接比较得到功率器件精确的SPWM驱动信号，可以实现SVG装置自动识别电网电压相序，自动与电网电压频率和电压相位同步且控制器输出电压的基波幅值与电网无功功率控制相对应；检测电网侧电流数字化计算其大小和性质、谐波分析得出电网侧低次谐波幅值和相位，得到抑制电网低次谐波电流的各次谐波电压实时值，与控制SVG电压信号相加，实现电网的无功补偿及不易滤除的电网低次谐波的精确抑制功能。本发明利用数字化控制时参数设置的灵活性和模拟电路计算的快速性和准确性，可精确控制电网无功补偿和精确抑制电网侧低次谐波电流。

附图说明：

图1为本发明的结构示意图。

具体实施方式：