一种精确抑制电网谐波的控制方法技术

一种精确抑制电网谐波的控制方法，其技术要点是由以下步骤构成：一、三角波发生电路产生功率器件驱动信号的载波信号；电网侧电压检测信号经信号调理电路输出调制波给信号比较电路；二、电网侧电流检测信号经控制芯片A/D数字化计算得到抑制电网各次谐波电流电压实时值之和由D/A输出与调制波叠加后再与载波信号由比较电路计算生成功率器件的包含抑制电网谐波电流的PWM驱动信号；三、PWM驱动信号输送给谐波抑制控制器，再由功率变换电路经电抗器输出抑制电网谐波电流。本发明专利技术利用电网侧电压测量信号和抑制电网谐波电流的电压信号作为调制信号与载波信号直接比较后可输出精确抑制电网谐波的驱动信号。

【技术实现步骤摘要】

：本专利技术属于电力系统控制领域，具体涉及一种精确抑制电网谐波的控制方法。
技术介绍
：电网非线性用电设备的大量使用，特别是电力电子设备的应用，在提升工业控制水平的同时，电力电子器件的非线性使得电网谐波污染日趋严重。应用全数字化抑制电网谐波技术存在不能精确控制抑制电网谐波电压，因此无法真正解决电网谐波污染的问题；应用纯模拟技术无法实时依据电网谐波电压调整控制参数以治理电网谐波的问题。
技术实现思路
：为解决上述问题，本专利技术提供了一种精确抑制电网谐波的控制方法，本专利技术利用电网侧电压测量信号作为调制信号与模拟三角波发生电路发出的频率可调的载波信号直接比较后可输出抑制电网谐波控制器的精确SPWM驱动信号实现自动并网功能。本专利技术的精确抑制电网谐波的控制方法，为实现上述目的所采用的技术方案在于由以下步骤构成：一、通过模拟三角波发生电路产生谐波抑制控制器中功率器件驱动信号的载波信号输送给信号比较电路；二、电网侧电压检测信号经信号调理电路输出调制信号给信号比较电路，电网侧电流检测信号经信号调理电路调理后输出给DSP控制芯片的A/D输入模块，经A/D输入模块转换为数字信号进行谐波分析得出各次电流谐波分量大小确定各次谐波电压的幅值，计算各次谐波电压信号实时值复合经DSP控制芯片的D/A输出模块输出给高通滤波器滤波后再输出给信号加法器电路；三、抑制电网谐波电流的各次谐波电压复合信号经D/A输出模块转换的信号与电网侧电压检测信号经信号调理的信号叠加后再与载波信号在信号比较电路内比较后生成功率器件的包含抑制电网谐波电流的PWM驱动信号；四、信号比较电路将生成的PWM驱动信号输送给谐波抑制控制器，再由谐波抑制控制器的功率变换电路经电抗器输送给电网。进一步地，由电网电压变换得到的模拟信号与模拟三角波发生电路产生的载波信号直接比较得出精确SPWM驱动信号控制谐波抑制控制器输出基波电压的幅值、频率、相位、相序保持与电网一致。进一步地，电网侧电流检测信号经A/D变换后进行谐波分析得出各次谐波电流的大小，进而确定各次谐波电压的实时值并相加得到抑制电网谐波电流的数字化复合信号值经D/A输出。进一步地，经D/A的抑制电网谐波电流的电压复合信号值与电网电压变换得到的电压信号叠加再与载波信号直接比较得出PWM驱动信号控制谐波抑制控制器输出抑制电网各次谐波电流的电压。本专利技术的有益效果是：本专利技术利用电网侧电压测量信号作为调制信号与模拟三角波发生电路发出的频率可调的载波信号直接比较后可输出抑制电网谐波的驱动信号，实现谐波抑制控制器自动识别电网电压相序、自动与电网电压频率和电压相位同步和保持谐波抑制控制器输出电压的基波幅值与电网电压幅值相近，对电网侧电流检测得到的电流信号经DSP控制芯片的A/D转换后进行谐波分析得出电网侧电流各次谐波幅值，由谐波抑制控制器的DSP控制芯片的D/A输出抵消电网侧各次谐波电压加权复合信号通过加法器叠加电网侧电压测量信号上，从而实现电网谐波抑制功能。谐波抑制控制器经电抗器与电网相连，根据谐波抑制控制器输出特性，为了提高谐波电压的控制分辨率，电抗器的阻抗可以大于常规电抗器的阻抗。附图说明：图1为本专利技术抑制电网谐波原理示意图；图2为精确SPWM驱动信号产生原理示意图；图3为5次谐波抑制效果图。具体实施方式：参照图1，本专利技术设计的精确抑制电网谐波控制器主要包括模拟电路发出三角波信号单元、调理电网侧电压检测信号与模拟电路发出三角波信号匹配单元、比较输出功率器件的驱动信号单元、功率变换经电抗器输出单元，所述模拟电路发出三角波信号单元输出三角波幅值固定，频率可调的载波信号；所述调理电网侧电压检测信号与模拟电路发出三角波信号匹配单元实现电网侧电压检测作为调制信号，其中x表示电网三相电压ABC，Um为电压幅值，ω＝2πf，为对应电压信号的相位，由信号调理电路变换使得电网侧电压检测信号与模拟电路发出三角波信号匹配；所述比较输出功率器件的驱动信号单元实现载波信号与调制波信号比较，由载波信号与调制波信号的交点确定功率器件的驱动信号如图2所示；所述功率变换经电抗器输出单元为谐波抑制控制器输出各相输出电压的基波电压与电网各相电压同频率、同相位、同幅值、同相序，理想状态时，控制器输出的基波电流为零，因此为提高电网谐波电流抑制的精度，电抗器的阻抗选择大于常规电抗器的阻抗。本专利技术的精确抑制电网谐波的控制方法，由以下步骤构成：一、通过模拟三角波发生电路产生谐波抑制控制器中功率器件驱动信号的载波信号输送给信号比较电路；二、电网侧电压检测信号经信号调理电路输出调制信号给信号比较电路，电网侧电流检测信号经信号调理电路调理后输出给DSP控制芯片的A/D输入模块，经A/D输入模块转换为数字信号进行谐波分析得出各次电流谐波分量大小确定各次谐波电压的幅值，计算各次谐波电压信号实时值复合经DSP控制芯片的D/A输出模块输出给高通滤波器滤波后再输出给信号加法器电路；三、抑制电网谐波电流的各次谐波电压复合信号经D/A输出模块转换的信号与电网侧电压检测信号经信号调理的信号叠加与载波信号在信号比较电路内比较后生成功率器件的包含抑制电网谐波电流的PWM驱动信号；四、信号比较电路将生成的PWM驱动信号输送给谐波抑制控制器，再由谐波抑制控制器的功率变换电路经电抗器输送给电网。其中，由电网电压变换得到的模拟信号与模拟三角波发生电路产生的载波信号直接比较得出精确SPWM驱动信号控制谐波抑制控制器输出基波电压的幅值、频率、相位、相序保持与电网一致；电网侧电流检测信号经A/D变换后进行谐波分析得出各次谐波电流的大小，进而确定各次谐波电压的实时值并相加得到抑制电网谐波电流的数字化复合信号值经D/A输出；经D/A的抑制电网谐波电流的电压复合信号值与电网电压变换得到的电压信号叠加再与载波信号直接比较得出PWM驱动信号控制谐波抑制控制器输出抑制电网各次谐波电流的电压。本专利技术应用模拟电路技术设计的功率器件驱动信号由模拟三角波发生电路发出频率可调的载波信号和检测电网侧获得的电压检测信号经过信号调理电路输出的调制信号由信号比较电路直接比较输出精确SPWM驱动信号，此驱动信号控制功率变换电路各相输出电压的基波电压与电网电压同频率、同相位、同幅值、同相序，且谐波抑制控制器经电抗器并网后输出的基波电流很小，主要为抑制谐波的谐波电流，因此控制器的开关频率可以选择较高以保证谐波抑制控制器精确输出各本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种精确抑制电网谐波的控制方法，其特征在于由以下步骤构成：一、通过模拟三角波发生电路产生谐波抑制控制器中功率器件驱动信号的载波信号输送给信号比较电路；二、电网侧电压检测信号经信号调理电路输出调制信号给信号比较电路，电网侧电流检测信号经信号调理电路调理后输出给DSP控制芯片的A/D输入模块，经A/D输入模块转换为数字信号进行谐波分析得出各次电流谐波分量大小确定各次谐波电压的幅值，计算各次谐波电压信号实时值复合经DSP控制芯片的D/A输出模块输出给高通滤波器滤波后再输出给信号比较电路；三、抑制电网谐波电流的各次谐波电压复合信号经D/A输出模块转换的信号与电网侧电压检测信号经信号调理的信号叠加后再与载波信号在信号比较电路内比较后生成功率器件的包含抑制电网谐波电流的PWM驱动信号；四、信号比较电路将生成的PWM驱动信号输送给谐波抑制控制器，再由谐波抑制控制器的功率变换电路经电抗器输送给电网。

【技术特征摘要】
1.一种精确抑制电网谐波的控制方法，其特征在于由以下步骤构成：
一、通过模拟三角波发生电路产生谐波抑制控制器中功率器件驱动信号的载波信号输
送给信号比较电路；
二、电网侧电压检测信号经信号调理电路输出调制信号给信号比较电路，电网侧电流
检测信号经信号调理电路调理后输出给DSP控制芯片的A/D输入模块，经A/D输入模块转
换为数字信号进行谐波分析得出各次电流谐波分量大小确定各次谐波电压的幅值，计算各
次谐波电压信号实时值复合经DSP控制芯片的D/A输出模块输出给高通滤波器滤波后再输
出给信号比较电路；
三、抑制电网谐波电流的各次谐波电压复合信号经D/A输出模块转换的信号与电网侧
电压检测信号经信号调理的信号叠加后再与载波信号在信号比较电路内比较后生成功率器
件的包含抑制电网谐波电流的PWM驱动信号；
四、信号比较电路将生成的PWM驱动信号输送给谐波抑...

【专利技术属性】
技术研发人员：康尔良，谷博文，
申请(专利权)人：哈尔滨理工大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23