基于新能源微网系统主动前端转换器低载波混合谐波消除方法技术方案

本发明专利技术涉及基于新能源微网系统主动前端转换器低载波混合谐波消除方法，通过三相AFE转换器消除三倍谐波值，实现17倍频和19倍频高倍频谐波将被低通滤波器消除，剩下即是5th，7th，11th和13th低次谐波值，THD操作在经过低通滤波器后实现不同幅值比，此时对THD5，7和THD5，7，11，13进行对比，根据THD5，7，11，13谐波被抑制通过SVPWM方案在9和11倍频率调制比获得幅值调制比区域，9倍频的调制比用在低幅值调制比区域，11倍频调制比用在高的幅值调制比区域；结合SPWM与SVPWM两种方法应用9倍与11倍较低载波比的混合方法，在理论设计中寻找到SPWM低谐波段与SVPWM的低谐波段，进行切换控制，应用低载波比PWM方案，提高逆变转换器寿命，降低功耗，实现电力逆变设备绿色化。实现电力逆变设备绿色化。

【技术实现步骤摘要】
基于新能源微网系统主动前端转换器低载波混合谐波消除方法


[0001]本专利技术涉及光伏发电
，尤其涉及基于新能源微网系统主动前端转换器低载波混合谐波消除方法。

技术介绍

[0002]随着新能源的快速发展及风力发电，光伏发电新能源的扩大应用，主动前端转换器作为现今新能源利用系统中最重要的组成部分，不仅能将能量反馈到电网，达到节能的目的，而且能够消除高次谐波，提高功率因数，不受电网的影响，具有卓越的动态特性；
[0003]但随着三相主动前端AFE转换器转换效率的要求被不断提高， AFE转换器的能耗损失被重视起来，低载波比的脉冲脉宽调制PWM 方案被提出用来减少AFE转换器的开关损耗，而且较低的开关频率也能够提高设备元器件的使用寿命，然而，因为低载波比方案造成的谐波大量增加的问题变得尤为突出。
[0004]现有的新能源微电网设备，电动车逆变器设备大多采用高频载波方案，逆变转换器开关频率高，能耗高，寿命低。

技术实现思路

[0005]本专利技术解决的问题在于提供基于新能源微网系统主动前端转换器低载波混合谐波消除方法，解决了现有的新能源微电网设备，电动车逆变器设备大多采用高频载波方案，逆变转换器开关频率高，能耗高，寿命低的技术问题，应用低载波比PWM方案，提高逆变转换器寿命，降低功耗，实现电力逆变设备绿色化。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
[0007]基于新能源微网系统主动前端转换器低载波混合谐波消除方法，该方法的具体操作步骤如下：
[0008]步骤一：通过三相AFE转换器消除三倍谐波值，实现17倍频和 19倍频高倍频谐波将被低通滤波器消除，剩下即是5th，7th，11th 和13th低次谐波值；
[0009]步骤二：THD操作在经过低通滤波器后实现不同幅值比，此时对THD5，7和THD5，7，11，13进行对比；
[0010]步骤三：根据THD5，7，11，13谐波被抑制通过SVPWM方案在9和11倍频率调制比获得幅值调制比区域，9倍频的调制比用在低幅值调制比区域，11倍频调制比用在高的幅值调制比区域。
[0011]优选的，所述THD5，7谐波被抑制通过SVPWM方案在11倍频率调制比方案在幅值调制比区域为0.49<ma<1.0，THD5，7是 0.35％通过SVPWM操作在幅值调制比，ma＝0.8。
[0012]优选的，所述THD5，7，11，13谐波被抑制通过SVPWM在11 倍频率调制比在幅值调制比区域为0.57<ma<1.0，THD5，7是0.35％通过SVPWM方案在幅值调制比，ma＝0.8。
[0013]优选的，所述THD5，7，11，13谐波被抑制通过SVPWM方案在11倍频率调制比获得幅
值调制比区域，幅值调制比区域为0.57< ma<1.0，当操作的幅值比在ma＝0.9，THD5，7，11，13是3.54％，当11倍频率调制比控制在高幅值调制比0.57<ma<1.0，同时 SPWM方案在9倍频率调制比控制在低的幅值调制比在0.0<ma< 0.57时，THD5，7，11，13小于30％；
[0014]当低载波比的SVPWM方案经过低通滤波器在高的幅值调制比 ma＝0.8，THD5，7被减少从0.35％到0.2％，THD5，7，11，13 从7.3％减少到1.3％；
[0015]当低载波比的SPWM方案经过低通滤波器在低的幅值调制比ma ＝0.4，THD5，7从15.1％减少到6.6％和THD5，7，11，13从21.5％减少到7.3％。
[0016]本专利技术的有益效果是：结合SPWM与SVPWM两种方法应用9 倍与11倍较低载波比的混合方法，在理论设计中寻找到SPWM低谐波段与SVPWM的低谐波段，进行切换控制；再应用CPLD基于低载波比的开发设计进行实际效果实验，利用的CPLD具有易于开发，灵活性好，可靠性高，可扩展性好，实时性也很高的优势，9倍频的调制比被用在低幅值调制比区域，11倍频调制比被用在高的幅值调制比区域，另外，高阶谐波可以被低通滤波器减少，低阶谐波也可以通过被提出的低载波比方案有效抑制，仿真和测试结果被用来研究三相主动前端转换器在设计低载波比PWM方案的表现，应用低载波比 PWM方案，提高逆变转换器寿命，降低功耗，实现电力逆变设备绿色化。
附图说明
[0017]图1为本专利技术第一公式图；
[0018]图2为本专利技术第二公式图；
[0019]图3为本专利技术SVPWM操作在幅值调制比ma＝0.8柱状图；
[0020]图4为本专利技术SPWM操作在幅值调制比ma＝0.4柱状图；
[0021]图5为本专利技术幅值调制比ma＝0.8柱状图；
[0022]图6为本专利技术幅值调制比ma＝0.4柱状图；
[0023]图7为本专利技术THD5，7曲线图；
[0024]图8为本专利技术THD5，7，11，13曲线图；
[0025]图9为本专利技术低载波比方案在经过低通滤波器后的频谱值图；
[0026]图10为本专利技术实验结果SPWM操作在ma＝0.4数据图；
[0027]图11为本专利技术实验结果SVPWM操作在ma＝0.8数据图。
具体实施方式
[0028]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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作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。
[0029]下面给出具体实施例。
[0030]基于新能源微网系统主动前端转换器低载波混合谐波消除方法，三倍谐波值将被三相AFE转换器消除，17倍频和19倍频等高倍频谐波将被低通滤波器消除，剩下最难解决的即是5th，7th，11th和13th 低次谐波值，总谐波失真THD定义为图1和图2；
[0031]THD操作在经过低通滤波器后不同幅值比的值，对比THD5，7 和THD5，7，11，13，没
有低通滤波器的THD5，7，11，13，17， 19被明显增加，如图3和图4；
[0032]图5所示为在不同幅值调制比自定义THD值；THD5，7谐波被抑制通过SVPWM方案在11倍频率调制比方案在幅值调制比区域为 0.49<ma<1.0，如图5所示；
[0033]THD5，7是0.35％通过SVPWM方案在幅值调制比，ma＝0.8；
[0034]根据THD5，7，11，13谐波被抑制通过SVPWM方案在11倍频率调制比在幅值调制比区域为0.57<ma<1.0，如图6所示；
[0035]当操作的幅值比在ma＝0.9，THD5，7，11，13是3.54％，当11 倍本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于新能源微网系统主动前端转换器低载波混合谐波消除方法，其特征在于，该方法的具体操作步骤如下：步骤一：通过三相AFE转换器消除三倍谐波值，实现17倍频和19倍频高倍频谐波将被低通滤波器消除，剩下即是5th，7th，11th和13th低次谐波值；步骤二：THD操作在经过低通滤波器后实现不同幅值比，此时对THD5，7和THD5，7，11，13进行对比；步骤三：根据THD5，7，11，13谐波被抑制通过SVPWM方案在9和11倍频率调制比获得幅值调制比区域，9倍频的调制比用在低幅值调制比区域，11倍频调制比用在高的幅值调制比区域。2.根据权利要求1所述的基于新能源微网系统主动前端转换器低载波混合谐波消除方法，其特征在于，所述THD5，7谐波被抑制通过SVPWM方案在11倍频率调制比方案在幅值调制比区域为0.49<ma<1.0，THD5，7是0.35％通过SVPWM操作在幅值调制比，ma＝0.8。3.根据权利要求1所述的基于新能源微网系统主动前端转换器低载波混合谐波消除方法，其特征在于，所述THD5，7，11，13谐波被抑制通过SVPWM在11倍频率调制比在幅值调制比区域为...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈祥，
申请(专利权)人：黄淮学院，
类型：发明
国别省市：