[發明專利]一種改善逆變器輸出電能質量的方法及裝置

無效

• 申請號: 201210509179.4
• 申請日: 2012-12-03
• 公開（公告）號: CN102946112A
• 公開（公告）日: 2013-02-27
• 發明（設計）人: 袁曉玲;李世軍;范發靖;宋鵬飛
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: H02J3/26
• 分類號: H02J3/26;H02J3/01
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域

本發明新能源并網供電的電能質量改善，具體涉及一種改善逆變器輸出電能質量的方法。

背景技術

能源是人類社會存在與發展的重要物質基礎，隨著社會的高速發展，能源和資源的需求越來越大，眾所周知，不可再生能源將來會被用盡，新的能源必然應運而生。相對于傳統化石能源，新能源包含清潔能源和可再生能源。目前被世界廣泛認同并形成規模應用的有太陽能、風能、核能、水能、生物質能等。光伏發電對于新能源而言，是一種公認的技術含量高、有發展前途的新能源技術，正是由于太陽能取之不盡、用之不竭，不產生任何廢棄物，沒有噪音等污染，對環境不會產生不良影響，是理想的清潔能源。

對于新能源發電而言，當本地用戶導致供電系統中相位、幅值、功角異常，如果各個用戶端的新能源并網發電系統檢測出本地用戶電網特性，新能源并網系統將會出現跳閘，甚至解列，這樣不僅會導致電網系統崩潰，還會給堅強型智能電網建設帶來很多不利影響。因此在新能源并網中，如何通過新能源發電系統自身調整電力系統供電特性在智能電網建設中顯得尤為重要。目前，在新能源并網系統中，通過新能源自身特性來調節電網特性的研究較少。

因此，需要一種改善逆變器輸出電能質量的方法。

發明內容

發明目的：本發明針對現有技術在新能源并網存在的電能質量的缺陷，提供一種改善逆變器輸出電能質量的方法。

技術方案：為解決上述技術問題，本發明的改善逆變器輸出電能質量的方法采用如下技術方案：

一種改善逆變器輸出電能質量的方法，包括以下步驟：

（1）、采樣逆變器并網側的電流和電壓，對采樣得到的逆變器并網側電流進行分解，將并網側電流按正序、負序以及零序分解，對正序電流分離出基波分量以及諧波分量；

（2）、對于系統控制，對輸出電流按給定電流進行控制輸出，在給定電流的基礎上減掉步驟（1）的諧波分量；對于系統電流輸出三相不平衡，對輸出電流按給定電流進行控制輸出，在給定電流的基礎上減掉步驟（1）的負序分量。

本發明還公開了一種改善逆變器輸出電能質量的裝置。

一種改善逆變器輸出電能質量的裝置，包括電流和電壓采樣單元、電流和電壓調理單元、驅動電路和控制單元，所述電流和電壓采樣單元用于采集電網側的電流和電壓，所述電流和電壓調理單元連接所述電流和電壓采樣單元和所述控制單元，所述驅動電路連接所述控制單元和逆變器，所述控制單元用于對采樣得到的逆變器并網側電流按正序、負序以及零序分解，并對正序電流分離出基波分量以及諧波分量，對于系統控制，所述控制單元對輸出電流按給定電流進行控制輸出，在給定電流的基礎上減掉所述諧波分量；對于系統電流輸出三相不平衡，所述控制單元對輸出電流按給定電流進行控制輸出，在給定電流的基礎上減掉所述負序分量。

更進一步的，所述電流和電壓采樣單元包括電壓傳感器和霍爾電流傳感器。電壓傳感器和霍爾電流傳感器直接連接在電網接入端上并與電流和電壓調理電路連接，其作用是采集電網側的電壓、電流。

更進一步的，所述控制單元包括數字信號處理器TMS320F2812。其作用是完成逆變器輸出電流諧波與基波、正序、負序以及零序分解，并進行相應組合，實現逆變輸出波形。

更進一步的，所述的驅動電路包括三組IR2101電路。逆變器控制端與數字信號處理器TMS320F2812之間由IR2101連接。

發明原理：通過實時檢測輸出電流特性，對輸出電流進行正序、負序、零序分解，對系統諧波分量與基波分量進行分解，并對分解后的系統進行相應組合實現系統電能質量治理，當需要消除系統輸出諧波分量時，可以在輸出電流參考值基礎上補償相對應的諧波分量，該分量與諧波分量大小相同，方向相反，該補償量在輸出后抵消系統中的諧波分量，同理也可以采用該思想來實現輸出電流的不平衡補償。在該方法中，可以同時實現輸出電流三相不平衡補償以及電流諧波補償，從而實現系統輸出電流電能質量治理。

有益效果：本發明提供了一種改善逆變器輸出電能質量的方法，該方法不僅在電網電壓對稱，而且在電網電壓不對稱情況下也能實現改善逆變器輸出電能質量。如圖1所示，系統主要由電流和電壓采樣單元、電流和電壓調理單元、驅動電路和控制單元構成，電流和電壓采樣單元連接在電網側，電流和電壓采樣單元直接連接在電網接入端并與電流和電壓調理電路連接，完成電網側電壓、電流的采集。控制單元完成逆變器輸出電流諧波與基波、正序、負序以及零序分解，并進行相應組合，實現逆變輸出波形。