[發(fā)明專利]電網(wǎng)電壓不平衡及諧波畸變時(shí)基波電壓正負(fù)序分離方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710236179.4
• 申請(qǐng)日: 2017-04-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN106953342A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-07-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 程啟明;孫偉莎;陳路;李濤;高杰;余德清;張宇;譚馮忍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 上海電力學(xué)院
• 主分類號(hào): H02J3/26
• 分類號(hào): H02J3/26;H02J3/01
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司31001
• 代理人: 吳寶根

1.一種電網(wǎng)電壓不平衡及諧波畸變時(shí)基波電壓正負(fù)序分離方法，其特征在于，具體包括如下步驟：

1)通過(guò)3s/2s變換，將三相靜止坐標(biāo)系上的abc分量u_a、u_b、u_c轉(zhuǎn)化為兩相靜止坐標(biāo)系上的αβ分量u_α、u_β；

2)將步驟1)得到的αβ分量u_α、u_β作為輸入，輸入到由降階諧振控制器組成的分離器中，得到兩相靜止坐標(biāo)系上的正負(fù)序分量，并濾除全部的高次諧波和部分低次諧波；

3)將步驟2)得到的兩相靜止坐標(biāo)系的正負(fù)序分量輸入給級(jí)聯(lián)延時(shí)信號(hào)消除DSC，濾除剩余部分的低次諧波，得到兩相靜止坐標(biāo)系上的最終的正負(fù)序分量；

4)將步驟3)得到的兩相靜止坐標(biāo)系的正負(fù)序分量經(jīng)過(guò)2s/2r變換，得到兩相旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系dq軸上的正負(fù)序分量；

5)將步驟4)得到的q軸上的正序分量反饋給軟件鎖相環(huán)，鎖定電網(wǎng)的角頻率和相位角；

6)將步驟3)得到的兩相靜止坐標(biāo)系上的正負(fù)序分量經(jīng)過(guò)2s/3s變化，得到三相靜止坐標(biāo)系上的正負(fù)序分量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述電網(wǎng)電壓不平衡及諧波畸變時(shí)基波電壓正負(fù)序分離方法，其特征在于，所述步驟2)中降階諧振控制器分別采用正序解耦諧振控制器與負(fù)序解耦諧振控制器對(duì)不平衡電流中正序電流分量與負(fù)序電流分量進(jìn)行控制，正和負(fù)序解耦諧振控制器中的傳遞函數(shù)為：

$\left\{\begin{array}{c}{G}_{PSDR}\left(s\right)=\frac{k_i{\mathrm{\ω}}_c}{s-{\mathrm{j\ω}}_0+{\mathrm{\ω}}_c}\\ G_{NSDR}\left(s\right)=\frac{k_i{\mathrm{\ω}}_c}{s-{\mathrm{j\ω}}_0+{\mathrm{\ω}}_c}\end{array}\right.$

式中：ω₀為諧振頻率；ω_c為截止頻率系數(shù)；k_i為增益系數(shù)。

降階諧振控制器得到輸出為：

$\left\{\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{\α}\mathrm{\β}}^{+}=\frac{{\mathrm{\ω}}_c}{s+{\mathrm{j\ω}}_0+{\mathrm{\ω}}_c}{u}_{\mathrm{\α}\mathrm{\β}}\\ u_{\mathrm{\α}\mathrm{\β}}^{-}=\frac{{\mathrm{\ω}}_c}{s+{\mathrm{j\ω}}_0+{\mathrm{\ω}}_c}{u}_{\mathrm{\α}\mathrm{\β}}\end{array}\right.$

式中：u_αβ為輸入電網(wǎng)電壓矢量；u⁺_αβ、u^-_αβ分別為正、負(fù)序諧振控制器的電壓分量，即兩相靜止坐標(biāo)系上的正負(fù)序分量。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述電網(wǎng)電壓不平衡及諧波畸變時(shí)基波電壓正負(fù)序分離方法，其特征在于，所述步驟3)中在αβ坐標(biāo)系中DSC算法為：

$\left\{\begin{array}{c}DSC\[U_{{\mathrm{\α\β}}^{+}}^n\]={\left[\begin{array}{c}{\mathrm{DSC}}_n\left(\mathrm{\α}\right)\\ {\mathrm{DSC}}_n\left(\mathrm{\β}\right)\end{array}\right]}_P=\frac{1}{2}\left[\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{\α}}+u_{\mathrm{\α}}(t-T/n_1)\cos (2\mathrm{\π}/n_1)-u_{\mathrm{\β}}(t-T/n_1)\sin (2\mathrm{\π}/n_1)\\ u_{\mathrm{\β}}+u_{\mathrm{\β}}(t-T/n_1)\cos (2\mathrm{\π}/n_1)+u_{\mathrm{\α}}(t-T/n_1)\sin (2\mathrm{\π}/n_1)\end{array}\right]\\ DSC\[U_{{\mathrm{\α\β}}^{-}}^n\]={\left[\begin{array}{c}{\mathrm{DSC}}_n\left(\mathrm{\α}\right)\\ {\mathrm{DSC}}_n\left(\mathrm{\β}\right)\end{array}\right]}_N=\frac{1}{2}\left[\begin{array}{c}{u}_{\mathrm{\α}}+u_{\mathrm{\α}}(t-2\mathrm{\π}/n_2)\cos (2\mathrm{\π}/n_2)+u_{\mathrm{\β}}(t-T/n_2)\sin (2\mathrm{\π}/n_2)\\ u_{\mathrm{\β}}+u_{\mathrm{\β}}(t-2\mathrm{\π}/n_2)\cos (2\mathrm{\π}/n_2)-u_{\mathrm{\α}}(t-T/n_2)\sin (2\mathrm{\π}/n_2)\end{array}\right]\end{array}\right.$

式中：α、β為分別表示坐標(biāo)軸α、β上的電壓分量即u_α、u_β；下標(biāo)P、N分別表示正、負(fù)序分量；n₁、n₂分別取值為2(n-1)、2(n+1)。