[发明专利]一种有源谐波和无功发生系统及方法

说明书

一种有源谐波和无功发生系统及方法，属于电力电子技术领域，解决如何提供测试所需的谐波无功电流的问题，本发明经过采样电路对电网三相电压进行采样，对采样得到的三相电网电压信号经过软件锁相的处理，获得电网电压的相位信息，锁相成功后，进入到电压环和电流环的计算中，采用加入二次陷波器的电压外环和前馈解耦电流内环双闭环控制策略，最后得到占空比以此产生相应的调制信号；采用加入二次陷波器的电压外环和前馈解耦电流内环双闭环控制策略，可以精准地发出谐波无功电流，模拟电网无功和谐波情况，加入二次陷波器对直流侧二次脉动进行滤除后，有效的降低了二次脉动所造成的影响，使得设备运行效率提高，提高设备运行的稳定性。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，更具体涉及一种有源谐波和无功发生系统及方法。

背景技术

随着工业不断发展，电力设备的使用急剧增长，对电能质量的要求越来越高。由于大部分为非线性负载，使用时会产生大量谐波，这些谐波注入电网会对电能质量造成影响，并且大功率场合下电容电感会产生大量的无功电流。谐波会对电力系统中的设备造成损害，产生大量谐波损耗，造成线路的老化。谐波容易与并联电容器发生谐振，从而引起过压或过流，严重的情况会使其烧毁。而无功功率的增加，会使视在功率增加，致使电气设备体积及成本增加。无功的增加会造成电网供电效率低下、电网电压下降等，导致电能质量下降。这促进了有源电力滤波器的发展，能够精确补偿谐波的有源电力滤波器使用越来越多。而电力设备和有源电力滤波器需要进行谐波实验，一般采用不控桥带负载模拟谐波源，但是其不能准确的模拟电网复杂的情况，有源谐波和无功发生装置可以准确的模拟所需的电网谐波情况。

电网侧正弦波动的电流和电压会产生两倍频于电网电压频率的脉动功率，该二次脉动功率会在直流侧产生二次电压纹波，对直流侧与交流侧均会造成不利，影响其电能质量、系统的稳定性以及设备的寿命等。并且该直流侧二次纹波电压会向电网引入三次谐波电流，导致所发出谐波中的三次谐波增加。

现有技术中，申请公布号为CN108336737A、申请公布日为2018年7月27日的中国发明专利申请《一种有源谐波发生器》采用FPGA可编程逻辑器件和硬件锁相环电路，此方法额外增加了硬件电路，增加了成本，并且硬件锁相因为采用模拟电路，而模拟电路参数的温度漂移会对实际的锁相准确度造成影响，因此硬件锁相有锁相精度不高、准确度差等问题。并且在一些大功率场合，大功率会引起电压畸变，或者由于配电原因使得电网电压波动，此时硬件锁相会出现不准确的情况。并且由于采用RCL滤波器有可能会在与有源电力滤波器并联运行时发生谐振导致设备损坏。

发明内容

本发明的目的在于如何设计一种模拟电网无功和谐波情况的系统和方法，以提供测试所需的谐波无功电流。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：