[發明專利]能量回饋單元及能量回饋方法

在審

• 申請號: 201410495869.8
• 申請日: 2014-09-24
• 公開（公告）號: CN104269882A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 楊家衛;楊志洵
• 申請（專利權）人: 深圳市正弦電氣股份有限公司
• 主分類號: H02J3/38
• 分類號: H02J3/38
• 代理公司: 深圳市順天達專利商標代理有限公司 44217
• 代理人: 高占元

技術領域

本發明涉及電力技術領域，更具體地說，涉及一種能量回饋單元及能量回饋方法。?

背景技術

隨著國家節能減排政策的不斷完善以及法制的不斷健全，節能環保觀念已經深入人心，變頻器作為電力電子技術發展的產物，在國民經濟的各個領域如冶金、石化、自來水、電力等行業得到廣泛的應用，并發揮著越來越重要的作用。變頻器是利用半導體功率器件的開通和關斷作用將工頻電源變換為頻率可調的電能變換裝置。該裝置先把交流電源的電能變換為直流電，再把直流電變換為頻率可變的交流電來驅動負載。?

對于應用于電機制動的場合的變頻器，一般采用電阻耗能制動方式。該方法雖然簡單，但是存在浪費能量、效率低、電阻發熱嚴重、影響系統的其他部分正常工作等缺點。?

近幾年，能量回饋單元的應用越來越廣泛，能量回饋單元主要分為串聯式能量回饋單元和并聯式能量回饋單元。串聯式能量回饋單元雖然有利于增加提高功率因數，提高系統的運行性能，并且能夠實現能量回饋至電網，但是成本較高、功能單一，再加上一些產品對電網的要求很高，不適合我國的國情。?

并聯式能量回饋單元，作為變頻器的外圍設備，并聯到變頻器的直流側，將電機制動的再生能量回饋到電網。?

并聯式能量回饋單元不必改變變頻器的系統結構，可以作為一個制動單元使用，因此非常適合我國國情。由于并聯式能量回饋單元與變頻器母線并聯，與電源輸入并聯，傳統的雙閉環控制容易出現環路電流，引起電網電壓和回饋電流的畸變。另一方面，并聯式能量回饋單元在使用時將能量回饋至電網，傳統的電能表無法實現反向電流的測量，因此對于回饋電量無法準確測量。?

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術的上述雙閉環控制易出現環路電流的缺陷，提供一種能量回饋單元及能量回饋方法。?

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種能量回饋單元，與變頻器并聯，所述能量回饋單元包括濾波電路、第一逆變橋，第一逆變橋用于將變頻器的直流母線間的電壓進行逆變，濾波電路用于濾除逆變后的并網電流中的高次諧波從而將其濾成正弦波并注入電網；其特征在于，還包括：控制模塊、三相輸入線電壓采樣模塊、電流采樣模塊和母線電壓采樣模塊；?

三相輸入線電壓采樣模塊用于對電網進行電壓采樣，并進行信號調理后，將電網電壓轉換為控制模塊可接受的電壓范圍，并傳送給控制模塊；?

電流采樣模塊用于對電網進行電流采樣，并進行濾波調理后，傳送給控制模塊；?

母線電壓采樣模塊用于對能量回饋單元的母線側電壓進行采樣，并經過濾波調理后傳送給控制模塊；?

控制模塊用于根據三相輸入線電壓采樣模塊傳送的信號，進行相位自動辨別、自動鎖相算法，并用于根據電流采樣模塊和母線電壓采樣模塊傳送的信?號，進行雙閉環控制算法和零序電流補償控制算法，以產生驅動所述第一逆變橋的PWM驅動信號。?

優選的，電流采樣模塊包括依次連接的加法器、比例運算電路和調理電路，還包括均與加法器連接的三個電流霍爾傳感器；?

調理電路與控制模塊連接；電流霍爾傳感器用于采樣電網電流。?

優選的，所述控制模塊還用于根據公式計算有功功率，并將得到的有功功率乘以時間得到回饋到電網的總電量，其中，P為有功功率，U為線電壓，I為線電流，為系統的功率因數。?

優選的，所述相位自動辨別算法包括：?

對采樣得到的三相電壓進行預鎖相；判斷相序，若判斷結果為反相序，則調換采樣結果U_BC和U_CA，并執行鎖相算法；若判斷結果不為反相序，則不執行相位調整，并結束流程。?

優選的，所述第一逆變橋包括三相橋臂，所述三相橋臂由六個功率開關管組成；所述第一逆變橋用于將變頻器的直流母線間的直流電壓逆變成交流電壓。?

優選的，所述濾波電路包括三個電感。?

另一方面，提供一種能量回饋方法，包括以下步驟：?

對電網進行電壓采樣，并進行濾波調理；?

對電網進行電流采樣，并進行濾波調理；?

對能量回饋單元的母線側電壓進行采樣，并進行濾波調理；?

根據采樣得到的電網電壓，進行相位自動辨別和自動鎖相算法；?

根據電流采樣和電壓采樣結果，進行雙閉環控制算法和零序電流補償控制算法，以產生驅動第一逆變橋PWM的驅動信號。?

優選的，所述根據采樣得到的電網電壓，進行自動鎖相算法包括：?