降低输出电流谐波畸变率的方法、装置及并网变换器制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种降低输出电流谐波畸变率的方法、装置及并网变换器，所述并网交换器的直流侧包括电压外环与电流内环，该方法包括：获取设于电压外环的PI控制器的输出信号；将所述PI控制器的输出信号中的谐波分量滤除，得到所述电流内环的参考信号；将所述电流内环的所述参考信号输入所述电流内环中，得到输出电流。可以有效降低并网变换器输出电流谐波畸变率。

【技术实现步骤摘要】
降低输出电流谐波畸变率的方法、装置及并网变换器
本专利技术涉及并网变换器
，具体而言，涉及一种降低输出电流谐波畸变率的方法、装置及并网交换器。
技术介绍
并网变换器是分布式能源系统中的一个重要组成部分，是电网与光伏、储能设备之间的重要接口。并网变换器正常工作时，主要有两种工作模式，分别是离网和并网模式。在离网模式，电网既不发电也不吸收能量，此时，变换器处于断开状态。在并网模式下，可将光伏储能系统分成用电与馈网两种状况。在馈网状况下，光伏设备或者储能设备通过变换器给电网反馈能量。在用电状况下，电网通过变换器给储能设备供电。在此过程中，直流侧电容在传递有功功率的同时还会吸收无功功率。电容吸收的无功功率会导致电容电压产生纹波分量，其中二倍频的纹波含量较多。在并网模式下通常采用直流电压外环电感电流内环的控制策略，电压外环很难抑制二倍频的纹波成分。因此，电压外环的输出信号中同样会含有较多的二倍频谐波成分。因为其输出信号是电流内环的参考给定信号，所以电容电压的纹波分量会影响电流内环的输出，并导致输出电流谐波畸变率升高。
技术实现思路
本专利技术实施例中提供一种降低输出电流谐波畸变率的方法、装置及并网变换器，以解决现有技术中并网变换器的输出电流畸变率较高的问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种降低输出电流谐波畸变率的方法，应用于并网交换器中，并网交换器的直流侧包括电压外环与电流内环，该方法包括：获取设于电压外环的PI控制器的输出信号；将PI控制器的输出信号中的谐波分量滤除，得到电流内环的参考信号；将电流内环的参考信号输入电流内环中，得到输出电流。可选的，将PI控制器的输出信号中的谐波分量滤除，得到电流内环的参考信号，包括：通过对消滤除的方法滤除PI控制器的输出信号中的谐波分量；对对消滤除过程中产生的相位延迟进行相位补偿，得到电流内环的参考信号。可选的，谐波分量包括并网变换器中直流侧的电容电压的二倍频谐波分量；或，还包括其它直流谐波分量。可选的，根据上述的方法，得到输出电流后，包括：经SVPWM(空间矢量脉宽调制)调制后经驱动电路输出。可选的，通过对消滤除的方法滤除PI控制器的输出信号中的谐波分量，包括：根据以下谐波对消算子进行对消滤除：其中，N为滤波阶数；z为Z域的复变量；r为极点半径，且0<r<1。可选的，对上述对消滤除过程中产生的相位延迟进行相位补偿，得到电流内环的参考信号，包括：根据以下补偿算子进行相位补偿：其中，N为滤波阶数；z为Z域的复变量；r为极点半径，且0<r<1。另一方面，本专利技术还提供了一种降低输出电流谐波畸变率的装置，应用于并网交换器中，并网交换器的直流侧包括电压外环与电流内环，该装置包括：获取模块，获取设于电压外环的PI控制器的输出信号；滤波模块，将PI控制器的输出信号中的谐波分量滤除，得到电流内环的参考信号；输入模块，将电流内环的参考信号输入电流内环中，得到输出电流。可选的，滤波模块，包括：谐波对消单元，通过对消滤除的方法滤除PI控制器的输出信号中的谐波分量；补偿单元，对对消滤除过程中产生的相位延迟进行相位补偿，得到电流内环的参考信号。可选的，谐波对消单元的谐波对消算子为：其中，N为滤波阶数；z为Z域的复变量；r为极点半径，且0<r<1。可选的，根据以下补偿算子进行相位补偿：其中，N为滤波阶数；z为Z域的复变量；r为极点半径，且0<r<1。另一方面，本专利技术还提供了一种并网交换器，包括上述的降低输出电流谐波畸变率的装置。应用本专利技术的技术方案，通过对经过PI控制器后的输出信号进行滤波操作，消除电流内环参考信号中的谐波分量，进而降低电流内环输出电流的谐波畸变率。附图说明图1是现有技术中的并网变换器的结构框图；图2是现有技术中并网模式下变换器的控制框图；图3是根据本专利技术实施例的降低并网变换器输出电流谐波畸变率的方法流程图；图4是根据本专利技术实施例的并网模式下变换器的控制框图；图5是根据本专利技术实施例降低并网变换器输出电流谐波畸变率的装置结构框图；图6是根据本专利技术实施例的谐波对消算子的幅频特性曲线；图7是根据本专利技术实施例的Gh(z)Gc(z)的幅频特性曲线。附图标记：100-获取模块200-滤波模块300-输入模块具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术。在本专利技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义，“多种”一般包含至少两种。应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。现有技术中的并网变化器结构框图如图1所示，其为分布式能源系统中的一个重要组成部分，是电网与光伏、储能设备之间的重要接口，图1所示的并网变换器具备整流和逆向双向变换的功能，其直流侧由单个或多个电容组成，电容上的电压就是直流母线电压。并网交换器正常工作时，主要有两种工作模式，即离网模式和并网模式。在离网模式下，电网极不发电也不吸收能量，此时，并网变换器处于断开状态，光伏设备或者储能设备通过并网变换器给电网反馈能量。如图2所示，在并网模式下，图中Udc是变换器直流侧电容电压，igabc为并网变换器网侧电感电流。电压外环采用PI控制器跟踪电压参考指令，电流内环同样采用PI控制器跟踪电压外环的输出信号。并网模式下，变换器网侧输出电流的基波分量几乎和电网电压同相位的，所以电网的输出功率中会含有二倍频和其它频次的脉动分量。根据本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低输出电流谐波畸变率的方法，应用于并网交换器中，所述并网交换器的直流侧包括电压外环与电流内环，其特征在于，该方法包括：/n获取设于电压外环的PI控制器的输出信号；/n将所述PI控制器的输出信号中的谐波分量滤除，得到所述电流内环的参考信号；/n将所述电流内环的所述参考信号输入所述电流内环中，得到输出电流。/n

【技术特征摘要】
1.一种降低输出电流谐波畸变率的方法，应用于并网交换器中，所述并网交换器的直流侧包括电压外环与电流内环，其特征在于，该方法包括：
获取设于电压外环的PI控制器的输出信号；
将所述PI控制器的输出信号中的谐波分量滤除，得到所述电流内环的参考信号；
将所述电流内环的所述参考信号输入所述电流内环中，得到输出电流。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述PI控制器的输出信号中的谐波分量滤除，得到所述电流内环的参考信号，包括：
通过对消滤除的方法滤除所述PI控制器的输出信号中的谐波分量；
对所述对消滤除过程中产生的相位延迟进行相位补偿，得到所述电流内环的参考信号。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述谐波分量包括所述并网变换器中直流侧的电容电压的二倍频谐波分量；或，还包括其它直流谐波分量。


4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述得到输出电流后，包括：
经SVPWM空间矢量脉宽调制后经驱动电路输出。


5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述通过对消滤除的方法滤除所述PI控制器的输出信号中的谐波分量，包括：
根据以下谐波对消算子进行对消滤除：



其中，N为滤波阶数；z为Z域的复变量；r为极点半径，且0<r<1。


6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述对消滤除过程中产生的相位延迟进行相位补偿，得到所述电流内环的参考...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈慢林，姜颖异，黄猛，黄颂儒，郭泳颖，党培育，
申请(专利权)人：珠海格力电器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44