专利名称：一种提高动态电压恢复器谐波抑制能力的控制方法
技术领域：
本发明属于配电网的动态电能质量分析与控制技术领域，特别涉及一种提高动态电压恢复器谐波抑制能力的控制方法，具体包括电网电压跌落时能实现电压的补偿，5、7次电压谐波含量的提取以及谐波抑制控制。
背景技术：
随着现代电力电子用电设备的技术更新，数字式自动控制技术在工业生产中得到大规模应用，如变频调速设备、可编程逻辑控制器、各种自动生产线以及计算机系统等敏感性用电设备的大量使用，对配电系统供电的电能质量提出了更高的要求。其中，电压暂降及其谐波问题是动态电能质量中最为突出的问题之一，将给高精尖用电设备造成严重损失。 因此，如何针对精密负荷对配电网动态电能质量的高要求，研究配电网中提高动态电压恢复器的谐波抑制能力的控制方法，对于解决电网电压暂降发生后电压快速恢复以及电压谐波抑制问题具有重要的现实意义。现有的动态电压恢复器大都仅从提高其电压快速恢复能力角度研发，且没有考虑电网含电压谐波的情况。在使用现有动态电压恢复器过程中，当电网电压跌落且电压谐波含量较多时，其电压恢复效果将会受到较大的影响。因此，现有的动态电压恢复器对动态电能质量要求高的高精尖用电设备的运行和使用是非常不利的，研究提高现有动态电压恢复器的谐波抑制能力的控制方法显得尤为重要。
发明内容
有鉴于此，为了解决上述问题，本发明公开了一种提高动态电压恢复器谐波抑制能力的控制方法，采用本发明方法，可以使得现有动态电压恢复器不仅具有补偿电压暂降功能同时还具有5、7次谐波电压的抑制能力。本发明的目的是通过下述技术方案实现的
(1)通过电压传感器检测负载三相电压信号U·,通过信号发生电路产生负载三相电压参考信号‘，通过同步锁相单元检测负载三相电压^!相的相位角 ；
(2)将检测到的负载三相电压信号巧政通过三相静止坐标轴系到两相匈同步旋转坐标轴系的变换，获得两相由同步旋转坐标轴系下的负载基波电压信号^和[~ ；同时将负载三相电压参考信号通过三相afe静止坐标轴系到两相办同步旋转坐标轴系的变换，获得两相而同步旋转坐标轴系下的负载基波电压参考信号^和^ ；
(3)将两相匈同步旋转坐标轴系下的负载基波电压信号和[仏与对应两相匈同步旋转坐标轴系下的负载基波电压参考信号i/i和[^分别相减，其差值通过比例积分(pi)器得到基波控制器的输出信号LIT和t/^ ；将基波控制器的输出信号通过两相匈同步旋转坐标轴系到三相Jfc静止坐标轴系的变换，得到三相沾c静止坐标轴系下的基波电压补偿信号ts ；
(4)将检测到的负载三相电压信号t/脑通过三相静止坐标轴系到两相勾5_5倍基波频率旋转坐标轴系的变换，经低通滤波器获得两相而> 5倍基波频率旋转坐标轴系下的负载5次谐波电压信号UMStk和Ul45tk ；将检测到的负载三相电压信号U她通过三相静止坐标轴系到两相淪7+ 7倍基波频率旋转坐标轴系的变换，经低通滤波器获得两相办^7+ 7 倍基波频率旋转坐标轴系下的负载7次谐波电压信号Uim6和；
(5)将负载电压5次谐波电压信号^5 和^i5rt以及负载7次谐波电压信号和 1^m分别与0相减，其差值通过比例积分(PI)器分别得到5、7次谐波控制器的输出信号
以及;将5、7次谐波控制器的输出信号分别通过两相匈、5倍基波频率旋转坐标轴系到三相ate静止坐标轴系的变换，两相由7+ 7倍基波频率旋转坐标轴系到三相cifc静止坐标轴系的变换，得到三相“静止坐标轴系下的5、7次谐波电压抑制信号^Sm和巧=·；
(6)将三相^如静止坐标轴系下的基波电压补偿信号^IS以及5、7次谐波电压抑制信
号UZcm和分别对应的相电压相加，经SPWM调制后控制动态电压恢复器中逆变器的IGBT导通和关断；
(7)通过控制逆变器的IGBT导通和关断，经过输出LC滤波器滤除高次谐波分量获得动态电压恢复器输出的三相电压Uz^，实现电网电压跌落的补偿和谐波电压的抑制。所述步骤(2)中负载三相电压信号^励从三相静止坐标轴系到两相匈同步旋转坐标轴系下的变换关系式为
CiJT为基波正变换矩阵
权利要求
1. 一种提高动态电压恢复器谐波抑制能力的控制方法，其特征在于所述控制方法包含以下步骤(1)通过电压传感器检测负载三相电压信号 υ她,通过信号发生电路产生负载三相电压参考信号‘，通过同步锁相单元检测负载三相电压a相的相位角；(2)将检测到的负载三相电压信号[‘通过三相^，静止坐标轴系到两相朵同步旋转坐标轴系的变换，获得两相命同步旋转坐标轴系下的负载基波电压信号^|和[仏；同时将负载三相电压参考信号通过三静止坐标轴系到两相勿同步旋转坐标轴系的变换，获得两相匈同步旋转坐标轴系下的负载基波电压参考信号和；(3)将两相匈同步旋转坐标轴系下的负载基波电压信号Ug和^^与对应两相匈同步旋转坐标轴系下的负载基波电压参考信号和分别相减，其差值通过比例积分 (pi)器得到基波控制器的输出信号和U^s ；将基波控制器的输出信号通过两相匈同步旋转坐标轴系到三相d·.，静止坐标轴系的变换，得到三相Ac静止坐标轴系下的基波电压补偿信号[C；；(4)将检测到的负载三相电压信号[/她通过三相化^静止坐标轴系到两相匈>5倍基波频率旋转坐标轴系的变换，经低通滤波器获得两相而5_ 5倍基波频率旋转坐标轴系下的负载5次谐波电压信号U舰和U聯；将检测到的负载三相电压信号U她通过三相^&静止坐标轴系到两相匈7倍基波频率旋转坐标轴系的变换，经低通滤波器获得两相匈7 倍基波频率旋转坐标轴系下的负载7次谐波电压信号Uims和Ui^s ；(5)将负载电压5次谐波电压信号巧和^以及负载7次谐波电压信号^_和分别与0相减，其差值通过比例积分(PI)器分别得到5、7次谐波控制器的输出信号以及印^和^。；将5、7次谐波控制器的输出信号分别通过两相而5倍基波频率旋转坐标轴系到三相Mt，静止坐标轴系的变换和两相命7+ 7倍基波频率旋转坐标轴系到三相afe静止坐标轴系的变换，得到三相Wr静止坐标轴系下的5、7次谐波电压抑制信号禾口；(6)将三相《fe静止坐标轴系下的基波电压补偿信号以及5、7次谐波电压抑制信号UeZstk和UeZrtit分别对应的相电压相加，经SPWM调制后控制动态电压恢复器中逆变器的IGBT导通和关断；(7)通过控制逆变器的IGBT导通和关断，经过输出LC滤波器滤除高次谐波分量获得动态电压恢复器输出的三相电压Uaifc，实现电网电压跌落的补偿和谐波电压的抑制。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(2)中所述的负载三相电压信号ε/』 从三相静止坐标轴系到两相匈同步旋转坐标轴系下的变换关系式为
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(3)中所述的基波控制器的输出电压fi ^ υ^和从两相匈同步旋转坐标轴系到三相^e静止坐标轴系下的变换关系式为
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(4)中所述的负载三相电压信号t/i 通过三相ate静止坐标轴系到两相5倍基波频率旋转坐标轴系的变换关系式为C 为5次谐波正变换矩阵
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(4)中所述的负载三相电压信号6、 通过三相flfe静止坐标轴系到两相7倍基波频率旋转坐标轴系的变换关系式为
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于步骤(5)中所述的5次谐波控制器的输出信号US;和从两相勾5倍基波频率旋转坐标轴系到三相y，静止坐标轴系下的变换关系式为
7.如权利要求1TO的方法，其特征在于步骤(5)中_的7次谐波控制器的输出信号ε；!^ 和巧^从两相，5倍基波频率旋转坐标轴系到三相标轴系下的变换@式为
全文摘要
本发明提供一种提高动态电压恢复器谐波抑制能力的控制方法。该控制方法基于对配电网电压谐波含量的检测，利用谐波注入法对配电网电压含有相应次数的谐波分量进行抑制，使得该动态电压恢复器不仅能快速实现补偿电网电压暂降的功能，而且能对配电网电压谐波进行抑制，使其具有动态电压恢复功能的同时能抑制电网电压谐波，极大提高配电网动态电能质量。该控制方法不仅适用于配电网源存在电压谐波情况，而且也可用于非线性负载引入电压谐波的情况。该控制方法可以在现有动态电压恢复器硬件保持不变的情况下，仅通过软件方法增加电压谐波含量的检测以及谐波注入的控制功能，具有很强的灵活性和通用性。
文档编号H02J3/01GK102394500SQ20111041754
公开日2012年3月28日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者刘霞, 张志科, 李辉, 杨春, 洪毅, 王劲 申请人:重庆市江津区供电有限责任公司