一种无谐波检测的并联型电能质量调节器控制方法
【专利摘要】本发明涉及一种无谐波检测的并联型电能质量调节器控制方法，主电路仅由1个三相LCL滤波器和1个三相IGBT逆变桥构成，接在三相电网输出端，三相IGBT逆变桥由三相IGBT桥和直流侧电容构成，不需要通过复杂的检测算法对负载电流中的谐波、负序和不平衡进行检测，只需要对负载电流进行采样，利用直流侧稳压电流指令抵消了负载电流中的有功电流成分，得到了谐波、负序和不平衡电流指令。省去了复杂的检测算法，避免了检测算法引起的误差和延时，提高了动态响应速度，同时节省了控制芯片的资源，提高了经济性，与现有的有源电力滤波器、静止无功发生器、静止同步补偿器相比均有一定的优势，具有一定实用价值和应用前景。
【专利说明】一种无谐波检测的并联型电能质量调节器控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电能质量技术，特别涉及一种无谐波检测的并联型电能质量调节器控制方法。
【背景技术】
[0002]静重式扭矩标准装置是以砝码的重力作为标准力值，直接或经过一定的杠杆机构放大后，通过力臂杠杆的作用产生标准力矩。对于高精度小扭矩标准装置而言，微小的声波、空气流动、地面震动都会影响其测量精度。因而如何防止外界环境对其影响，是实现高精度的必备条件。本专利提供了一种可实现的防震技术用于解决上述问题。不同于以往常用的防震沟设计，本专利设计能更有效、更为全面的防止由微小的声波、空气流动、地面震动等因素引起的震动问题。
【发明内容】
[0003]本发明是针对谐波、无功的检测算法复杂、并导致误差的问题，提出一种无谐波检测的并联型电能质量调节器控制方法，本发明不需要对谐波进行检测，省去了复杂的检测算法，避免了检测算法引起的误差和延时，提高了动态响应速度，同时节省了控制芯片的资源，提高了经济性。本发明拓扑结构简单，控制方法易于实现，无需检测谐波就能同时补偿谐波、无功和不平衡，与现有的有源电力滤波器、静止无功发生器、静止同步补偿器相比均有一定的优势，具有一定实用价值和应用前景。
[0004]本发明的技术方案为:一种无谐波检测的并联型电能质量调节器控制方法，主电路包括I个三相LCL滤波器和I个三相IGBT逆变桥，三相电网和非线性负载连接，三相电网输出接三相LCL滤波器一端，三相LCL滤波器另一端接三相IGBT逆变桥，三相IGBT逆变桥由三相IGBT桥和直流侧电容构成，所述三相IGBT桥采用双环控制，即直流侧电压外环和
电流内环控制，直流侧电压给定P:与直流侧电压反馈Vde之差经过PI调节后为直流电压环输出，直流电压环输出与电源基波有功相位sincot的乘积为直流稳压有功指令G ,直流侧稳压电流指令G与负载电流；￡之和作为电流内环的补偿指令?:,电流内环补偿指令广与反馈电流之差经过PI调节器产生PWM波驱动IGBT工作。
[0005]本发明的有益效果在于:本发明无谐波检测的并联型电能质量调节器控制方法，拓扑结构简单=PPQC (并联型电能质量调节器)拓扑仅由LCL滤波器和三相IGBT逆变桥构成；控制方便，不需要对负载进行谐波、无功和不平衡检测，避免了复杂的检测算法，节省了控制芯片资源；动态响应速度快，能快速跟踪调节负载电能质量，适合应用在电能质量快速跳变的恶劣用电环境；与负载并联运行，易于投入切除，不影响负载供电，与现有的APF、SVG, STATC0M相比都有一定的优势。【专利附图】
【附图说明】
[0006]图1为本发明无谐波检测的并联型电能质量调节器主电路结构示意图；
图2为现有的并联型电能质量调节器控制结构图；
图3为直流侧电压控制结构图；
图4为负载有功电流k作为扰动直流侧电压控制结构图；
图5为本发明将负载有功电流％作为扰动得到控制结构图；
图6为本发明无谐波检测的并联型电能质量调节器控制结构图；
图7为本发明稳态仿真波形图；
图8为本发明动态仿真波形图。
【具体实施方式】
[0007]如图1所示无谐波检测的并联型电能质量调节器主电路结构示意图，图中无谐波检测的PPQC连接在三相电网和非线性负载之间，其主电路包括:I个三相LCL滤波器和I个三相IGBT逆变桥。
[0008]LCL滤波器，其中一端与电网相接，另一端与三相IGBT逆变桥相连；其参数取决于电压源型PWM变换器的开关频率，LCL的谐振频率一般选为开关频率的1/5。三相IGBT逆变桥由三相IGBT桥和直流侧电容构成。IGBT的容量由PPQC的容量决定的，由于谐波的叠加效应，IGBT的额定电流一般取PPQC额定电流的三倍。直流侧电容的电容值由电网的不平衡度和PPQC的容量决定的，直`流侧电容电容值越大，直流侧波动越小，补偿效果越好，但出于经济性考虑，要选择一个适中的容值。通过稳压控制使直流侧电压稳定一个定值，其值一般为2倍于电网电压，三相IGBT桥根据驱动信号开通和关断，产生相应的电压，电压与电网电压在LCL滤波器上产生相应的补偿电流，达到调节电能质量的目的。
[0009]图2是PPQC现有的控制结构图。其中，es为电网电压；is为电网电流；&为负载电流，分为两部分，有功电流Iip，谐波和无功电流Ilc 为直流稳压有功指令；1:和I
分别为电流内环补偿指令和PPQC补偿电流；?ζ和Fih分别为直流侧电压给定和直流侧电
压反馈。
[0010]PPQC现有控制采用双环控制，即直流侧电压外环和电流内环。直流侧电压外环保证直流侧电压稳定，电流内环能够及时跟踪电流信号，提高动态响应速度。通过谐波无功检
测算法从负载电流i￡中检测出负载谐波和无功电流|& ,直流电压环输出与电源基波有功
相位Sincot的乘积为直流稳压有功指令?: , Zlc和1;之和作为电流内环补偿指令?:,电
流内环补偿指令?与反馈电流I,之差经过PI调节器产生PWM波驱动IGBT工作，实现电能质量调节器的功能。
[0011]直流侧电压控制结构如图3所示，其中Ge(S)为PI控制器的传递函数，Gi(S)为电流环的闭环传递函数，Fpe为直流侧稳态电压，C为直流侧电容值。把负载有功电流4作
为扰动，那么直流侧电压控制结构图变为图4所示，可以得到直流侧电压ft对扰动％的响应:
【权利要求】
1.一种无谐波检测的并联型电能质量调节器控制方法，其特征在于，主电路包括I个三相LCL滤波器和I个三相IGBT逆变桥，三相电网和非线性负载连接，三相电网输出接三相LCL滤波器一端，三相LCL滤波器另一端接三相IGBT逆变桥，三相IGBT逆变桥由三相IGBT桥和直流侧电容构成，所述三相IGBT桥采用双环控制，即直流侧电压外环和电流内环控制，直流侧电压给定C与直流侧电压反馈之差经过PI调节后为直流电压环输出，直流电压环输出与电源基波有功相位sincot的乘积为直流稳压有功指令G，直流侧稳压电流指令< 与负载电流;￡之和作为电流内环的补偿指令I':,电流内环补偿指令与反馈电流之差经 过PI调节器产生PWM波驱动IGBT工作。
【文档编号】H02J3/01GK103762597SQ201410054397
【公开日】2014年4月30日 申请日期:2014年2月18日 优先权日:2014年2月18日
【发明者】张艳军, 杨晟飞, 王耀, 杨祯, 许嘉沄, 郑文娟 申请人:中国船舶重工集团公司第七0四研究所