[发明专利]一种指定谐波电流注入装置及其谐波电流的给定方法

说明书

本发明提供了一种指定谐波电流注入装置及其谐波电流的给定方法，属于电力滤波技术领域。其技术方案为：包括三相电源、三相负载以及谐波电流注入装置，还包括用于检测三相负载电流的测量单元，测量单元与谐波电流注入装置之间设置有接口电路，谐波电流注入装置包括直流母线、逆变电路、滤波器和数据采集与控制单元，用于控制逆变电路的空间矢量脉宽调制SVPWM，用于指定谐波电流的计算单元，用于控制直流母线电压的电压控制单元、用于控制三相电流的电流控制单元以及模式判断单元。本发明的有益效果为：可根据用户需求向装置并网点注入任一6k±1次谐波电流，或其中几种谐波的组合，并可根据电力系统负载大小调节输出谐波电流的大小，具有高灵活性和现实意义。

技术领域

本发明涉及电力滤波技术领域，尤其涉及一种指定谐波电流注入装置及其谐波电流的给定方法。

背景技术

随着电力电子装置的大量接入，公用电网的谐波污染日趋严重。公用电网中谐波的成分复杂、分布随机，谐波的大小、幅值、频率等参数均不可调，不能进行定量研究。

现有的谐波发生装置如电力有源滤波器(即APF)，能够实现谐波动态跟踪补偿，其输出的补偿电流与负荷电流中的谐波电流大小相等，方向相反，互相抵消，实现滤除谐波的功能。其谐波电流检测(即控制器谐波电流给定)方法主要有两种，第1种基于瞬时功率理论，三相系统中基波电流的功率为直流量，谐波电流的功率为交流量。其检测负荷电流，经过功率运算得到基波功率与谐波功率之和，并减去功率之和的低通滤波结果(基波功率的直流量)，得到谐波功率的交流量；然后通过功率逆运算得到谐波电流，作为APF并网电流控制器的给定。第二种基于坐标变换，基波电流在基波同步旋转坐标系(dq坐标系)中为直流量，谐波电流在dq坐标系中仍为交流量。其检测负荷电流，经过坐标变换得到基波电流与谐波电流分量之和，同样减去其低通滤波结果(基波的直流量)，得到谐波的交流量；然后通过坐标逆变换得到谐波电流，作为APF并网电流控制的给定。

电力有源滤波器(APF)能够输出谐波电流，但不能实现指定谐波注入功能，无法满足模拟谐波源的需求；而且，其控制原理中谐波电流给定计算环节包含滤波器，从原理上就包含一定的惯性滞后，会影响系统的动态性能。

为此，本发明提出了能够满足模拟谐波源需求的一种指定谐波电流注入装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种可根据用户需求向装置并网点注入任一6k±1次谐波电流，或其中几种谐波的组合，并根据负载大小调节输出谐波电流的大小，具有高灵活性和现实意义的指定谐波电流注入装置及其谐波电流的给定方法。

本发明是通过如下措施实现的：一种指定谐波电流注入装置，其特征在于，包括三相电源、三相负载以及与所述三相电源和所述三相负载并联的谐波电流注入装置，还包括用于检测三相负载电流的测量单元，所述测量单元与所述谐波电流注入装置之间设置有用于接通所述测量单元和所述谐波电流注入装置的接口电路；

所述谐波电流注入装置包括直流母线、逆变电路、滤波器和数据采集与控制单元，所述数据采集与控制单元包括用于采集电流和电压的采样电路；用于控制所述逆变电路的空间矢量脉宽调制SVPWM，用于指定谐波电流的计算单元，用于控制直流母线电压的电压控制单元、用于控制三相电流的电流控制单元以及模式判断单元；

所述采样电路分别与所述计算单元、电压控制单元、电流控制单元、模式判断单元构成数据通道。

所述采样电路包括三相电流采样电路、三相电压采样电路和直流母线电压采样电路。

所述测量单元包括电流互感器以及信号处理电路。

包括以下步骤：

步骤1：根据实际负载情况是否通过所述接口电路接通所述测量单元与所述谐波电流注入装置，所述模式判断单元通过检测是否有接通信号来判断模式的选定；

步骤2：不接通步骤，所述谐波电流注入装置的输出谐波电流不改变；