【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子与通信，尤其是涉及一种基于驱动脉冲位置的功率逆变器能信同传方法。
技术介绍
1、在现代电力系统中，为提高并网设备间的协调工作能力，推动电力系统的智能化和数字化，通信系统必不可少。而无论是有线还是无线通信网络都增加了通信设备的架设和维护成本。早期电力线通信技术通过耦合器将信息嵌入到电力母线上，使电力母线同时作为能量传输和信息流动的共同通道，从而实现能量与信息的同时传输，省去独立的通信线路，降低通信成本。然而，电力线通信技术所依赖的耦合器不但笨重，而且架设难度大。此外，通过耦合线圈注入的信息信号容易损害电能质量，甚至造成电网保护装置的误动作。在电网中，耦合器信号注入侧和网侧之间的绝缘要求较高，具有安全隐患。
2、针对电力线通信技术的缺点，基于电力电子变流器开关纹波的能信同传技术被提出。该技术在功率开关管的开关切换过程中同时调制信息与能量，将信息嵌入母线电压开关纹波中，并在解调端被提取，实现能信同传目的。该技术无需耦合器，通信成本很低，安全隐患小。此外，基于开关纹波的能信同传技术中，信息调制过程与能量调制过程融为一体，因此对电能质量的损害程度要轻于基于载波耦合注入的电力线通信。
3、附图2为基于pwm载波频移键控的示意图。在能信同传时，不同码元“0”和“1”分别对应不同频率的pwm三角载波，通过移动pwm载波频率的方式，信息被嵌入开关信号和电机电缆中。在解调端，电流传感器采样线缆电流，经高通滤波器、差分放大器和施密特触发比较器，输出解调信号。该策略采用两种不同频率的三角载波随机切换，从而引
4、基于开关纹波的能信同传技术主要应用在dc/dc变流器中，根据调制方式的不同，可分为基于参考信号叠加的能信同传和基于三角载波调制的能信同传两种。根据载波自由度的不同，三角载波调制又可分为幅值调制、频率调制和相位调制，分别将信息嵌入pwm载波的幅值、频率和相位自由度中。
5、图3为基于参考信号叠加的能信同传技术的示意图。信息码元“0”和“1”通过频移键控被调制为不同频率的正弦载波信号后，叠加到电压外环参考电压上。正弦载波参与闭环控制后，信息被嵌入开关驱动信号中，经lc滤波器流入另一逆变器或负载侧。在接收端提取电压信息，分别经过多路带通滤波器、包络检波器和阈值判断等模块，解调出调制侧信息。但该策略依赖于控制环路，时刻改变参考电压，牺牲了能信同传系统稳定性。
6、在dc/ac变流器中，由于其复杂的拓扑结构和控制方式，以及高并网电能质量和电磁兼容特性要求，能信同传技术开发较少，目前主要分为基于参考信号叠加法和pwm载波频移键控法。然而，基于参考信号叠加的能信同传策略时刻改变着参考信号幅值，从而对系统闭环稳定性提出了挑战，且载波信号的叠加引入了载波频率的谐波干扰，损害电能质量。同样，基于pwm载波频移键控的能信同传策略中，三角载波频率和开关频率不断跳变，在调制过程中产生了更多的开关谐波，对电能质量影响较大。
7、考虑到dc/ac变流器能信同传技术带来的系统稳定性和电能质量问题，本专利技术提出一种基于驱动脉冲位置的功率变流器能信同传技术，即将信息嵌入驱动脉冲位置中，以此来实现高电能质量和高稳定性的功率变流器能信同传。该能信同传技术不依赖于控制环，且并未引入其他开关频率，因此，电能质量较好，且不损害系统稳定性。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种基于驱动脉冲位置的功率逆变器能信同传方法，解决了电能质量低和损害系统稳定性的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种基于驱动脉冲位置的功率逆变器能信同传方法，包括以下步骤：
3、s1、根据传输信息码元，选择不同载波位置；
4、s2、生成顶点位置随信息变化的pwm载波；
5、s3、采样负载侧电压，输入进带通滤波器滤除开关频带外的谐波干扰；
6、s4、滑动窗口快速傅里叶分析，得到负载侧电压频谱；
7、s5、计算待观测解调谐波分量fs±2f0、fs±4f0，其中fs为开关频率，f0为基波频率；
8、s6、累加各观测谐波分量幅值，并输出其在窗口内的积分幅值；
9、s7、设定解调阈值，比较判定并输出解调信息。
10、优选的，在步骤s2中，生成的pwm载波，依据的是变载波位置调制，其三角波顶点位置随信息码元不断切换。
11、优选的，在步骤s3中，采样负载侧电压并滤除通带外频谱干扰。
12、优选的，在步骤s4中，采用滑动窗口傅里叶分析，窗口宽度等于码元宽度，得到负载侧电压频谱。
13、优选的，在步骤s5中，计算待观测解调谐波分量位于开关频率部分边带频率，即fs±2f0、fs±4f0，其中fs为开关频率，f0为基波频率。
14、优选的，在步骤s6中，积分窗口宽度等于单位码元的时长。
15、优选的，在步骤s7中，根据采样率和滑动fft结果合理设定解调阈值，使判定输出解调信息误码率最低。
16、因此，本专利技术采用上述结构的一种基于驱动脉冲位置的功率逆变器能信同传方法，具备以下有益效果：
17、(1)本专利技术控制灵活，不依赖控制环，开环闭环控制方式均可实现，并且开关频率固定，无额外谐波引入，能信同传过程中电能质量较高。
18、(2)本专利技术系统稳定性不受影响，无额外通信硬件设备和通信信号线，节约通信设备架设和维修成本。
19、(3)本专利技术可通过不断切换三角波顶点位置改变驱动脉冲位置，易于实现。
20、(4)本专利技术采用的观测频率间隔，即分辨率频率为两倍的基波频率，因此本专利技术策略的能信同传比特率每秒100比特。
21、(5)本专利技术适用于单相、三相和四相dc/ac系统。
22、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种基于驱动脉冲位置的功率逆变器能信同传方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于驱动脉冲位置的功率逆变器能信同传方法，其特征在于，在步骤S2中，生成的PWM载波，依据的是变载波位置调制，其三角波顶点位置随信息码元不断切换。
3.根据权利要求1所述的一种基于驱动脉冲位置的功率逆变器能信同传方法，其特征在于，在步骤S3中，采样负载侧电压并滤除开关频率频带外频谱干扰。
4.根据权利要求1所述的一种基于驱动脉冲位置的功率逆变器能信同传方法，其特征在于，在步骤S4中，采用滑动窗口傅里叶分析，窗口宽度等于码元宽度，得到负载侧电压频谱。
5.根据权利要求1所述的一种基于驱动脉冲位置的功率逆变器能信同传方法，其特征在于，在步骤S5中，计算待观测解调谐波分量位于开关频率部分边带频率，即fs±2f0、fs±4f0，其中fs为开关频率，f0为基波频率。
6.根据权利要求1所述的一种基于载波位置的功率逆变器能信同传方法，其特征在于，在步骤S6中，积分窗口宽度等于单位码元的时长。
7.根据权利要求1所述的
...【技术特征摘要】
1.一种基于驱动脉冲位置的功率逆变器能信同传方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于驱动脉冲位置的功率逆变器能信同传方法，其特征在于，在步骤s2中，生成的pwm载波，依据的是变载波位置调制，其三角波顶点位置随信息码元不断切换。
3.根据权利要求1所述的一种基于驱动脉冲位置的功率逆变器能信同传方法，其特征在于，在步骤s3中，采样负载侧电压并滤除开关频率频带外频谱干扰。
4.根据权利要求1所述的一种基于驱动脉冲位置的功率逆变器能信同传方法，其特征在于，在步骤s4中，采用滑动窗口傅里叶分析，窗口宽度等于码元宽...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱荣伍，冷杨，孙丽，邢正澔，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学深圳哈尔滨工业大学深圳科技创新研究院，
类型：发明
国别省市：
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