一种电能质量调节装置直流电压波动抑制的方法和系统的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及电能质量调节装置直流电压调节技术领域，尤其涉及一种电能质量调 节装置直流电压波动抑制的方法和系统。
【背景技术】
[0002] 统一电能质量调节装置通常由串联型电压源逆变器和并联型电压源逆变器通过 公共直流母线结合而成，其安装在用户侧的谐波负载附近，可以同时对电压和电流进行补 偿。串联型电压源逆变器起到动态电压补偿器的作用，可抑制电压波动，补偿电源电压谐 波，消除配电系统中经常发生的电压暂升或电压暂降问题，提高装置的阻尼；并联型电压源 逆变器起到有源电力滤波器的作用，可滤除负载谐波电流，补偿负载无功功率
[0003] 如图1所示，在统一电能质量调节装置直流环节示意图中，直流极电容Cdc通过双 向直流控制电路连接到超级电容，以实现能量的双向传输。当该装置处于电压补偿、无功补 偿或谐波抑制运行状态时，直流极电容C De电压需保持稳定，以便直流侧电压在逆变后，通 过变流器输出的正弦波幅值不受影响，获得规则的波形，但由于左侧的串联型电压源逆变 器或右侧的并联型电压源逆变器通常会给直流极电容c De所在的直流侧注入谐波电流，该 谐波电流会对直流极电容CDe进行充放电，导致直流极电容C De电压难以保持稳定且呈现波 动特点，进一步影响到直流侧电压在逆变后，通过变流器输出的正弦波幅值的不规则性。
[0004] 鉴于直流极电容CDe电压的波动不利于获得高质量输出波形的特征，在现有技术 中，通常采用以下两种方法进行减小或消除上述不利影响：一、增大直流环节的滤波电容， 增强抑制直流电压波动能力，减小直流电压波动；二、检测出直流侧谐波电流，通过控制器 产生补偿电流，抵消谐波电流，减小直流极电容电压C De波动。但是，上述两种方法都有自身 局限性，难以完全消除电压波动。
【发明内容】
[0005] 本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种电能质量调节装置直流电压波 动抑制的方法和系统，能够克服现有技术的局限性，更有效的降低直流电压波动，获得高质 量的正弦波波形。
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种电能质量调节装置直流电压波 动抑制的方法，其在包括串联侧逆变器、并联侧逆变器和直流极电容的电能质量调节装置 上实现，所述方法包括：
[0007] a、获取所述直流极电容的电压波形；其中，所述电压波形可分解成直流电压分量、 谐波电压分量和总畸变分量；所述直流电压分量对应的值为一固定值；
[0008] b、模拟所述电压波形被调制后的正弦波波形，筛选出所述模拟后的正弦波波形中 幅值不满足预设条件的N个时刻，并进一步根据所述得到的N个时刻，确定所述电压波形中 直流电压分量在所述N个时刻分别对应的脉冲宽度；其中，N为自然数；
[0009] c、根据预设的采样数对所述电压波形中谐波电压分量在所述N个时刻分别对应 的谐波电压进行检测，得到所述N个时刻上各采样数分别对应于所述谐波电压分量的值， 并根据所述得到的N个时刻上各采样数分别对应谐波电压分量的值及所述直流电压分量 对应的固定值，得到所述N个时刻上各采样数分别对应的谐波系数及由同一时刻上各采样 次数对应的谐波系数累加后的总谐波系数；
[0010] d、分别计算出所述每一时刻上总谐波系数与其对应于直流电压分量的脉冲宽度 之间的乘积，并进一步待在所述电压波形中，修订所述每一时刻上直流电压分量的脉冲宽 度分别为相对应的乘积后，将所述修订后的电压波形调制成正弦波输出。
[0011] 其中，所述步骤C的具体步骤包括：
[0012] 根据所述电压波形，确定所述谐波电压分量在所述N个时刻分别对应的谐波电 压，并根据预设的采样数，分别对每一时刻的谐波电压进行检测，得到每一时刻上各采样数 分别对应于所述谐波电压分量的值；
[0013] 对于所述N个时刻，依次计算出同一时刻上各采样数对应谐波电压分量的值分别 与所述直流电压分量的固定值的商，且将同一时刻上计算出的商分别作为对应采样数的谐 波系数，并进一步累加同一时刻上的谐波系数为总谐波系数，得到N个总谐波系数。
[0014] 其中，所述电压波形表示为
其中，v(t)为所述 电压波形，V。为所述直流电压分量，Sin(ZKOHH)为所述谐波电压分量，n为谐波序列，P 为检测最高阶谐波次数，A为谐波初相位，\为波动影响较低的所述总畸变分量。
[0015] 其中，所述预设的采样数为10, ρ多10。
[0016] 其中，所述谐波电压通过外部电压检测设备直接获取；或
[0017] 通过外部电流检测设备获取所述直流极电容的电流变化值，并根据公式
计算获得；其中，u为所述谐波电压，c为所述直流极电容的电容值，i为所述直流 极电容的电流变化值。
[0018] 本发明实施例还提供了一种电能质量调节装置直流电压波动抑制的系统，其在 包括串联侧逆变器、并联侧逆变器和直流极电容的电能质量调节装置上实现，所述系统包 括：
[0019] 获取单元，用于获取所述直流极电容的电压波形；其中，所述电压波形可分解成直 流电压分量、谐波电压分量和总畸变分量；所述直流电压分量对应的值为一固定值；
[0020] 筛选单元，用于模拟所述电压波形被调制后的正弦波波形，筛选出所述模拟后的 正弦波波形中幅值不满足预设条件的N个时刻，并进一步根据所述得到的N个时刻，确定所 述电压波形中直流电压分量在所述N个时刻分别对应的脉冲宽度；其中，N为自然数；
[0021] 谐波系数确定单元，用于根据预设的采样数对所述电压波形中谐波电压分量在所 述N个时刻分别对应的谐波电压进行检测，得到所述N个时刻上各采样数分别对应于所述 谐波电压分量的值，并根据所述得到的N个时刻上各采样数分别对应谐波电压分量的值及 所述直流电压分量对应的固定值，得到所述N个时刻上各采样数分别对应的谐波系数及由 同一时刻上各采样次数对应的谐波系数累加后的总谐波系数；
[0022] 电压波形修订单元，用于分别计算出所述每一时刻上总谐波系数与其对应于直流 电压分量的脉冲宽度之间的乘积，并进一步待在所述电压波形中，修订所述每一时刻上直 流电压分量的脉冲宽度分别为相对应的乘积后，将所述修订后的电压波形调制成正弦波输 出。
[0023] 其中，所述谐波系数确定单元包括：
[0024] 谐波电压检测模块，用于根据所述电压波形，确定所述谐波电压分量在所述N个 时刻分别对应的谐波电压，并根据预设的采样数，分别对每一时刻的谐波电压进行检测，得 到每一时刻上各采样数分别对应于所述谐波电压分量的值；
[0025] 谐波系数确定模块，用于对于所述N个时刻，依次计算出同一时刻上各采样数对 应谐波电压分量的值分别与所述直流电压分量的固定值的商，且将同一时刻上计算出的商 分别作为对应采样数的谐波系数，并进一步累加同一时刻上的谐波系数为总谐波系数，得 到N个总谐波系数。
[0026] 其中，所述电压波形表示为
为所述电 压波形，V。为所述直流电压分量，
为所述谐波电压分量，η为谐波序列，p为 检测最高阶谐波次数，％为谐波初相位，\为波动影响较低的所述总畸变分量。
[0027] 实施本发明实施例，具有如下有益效果：
[0028] 在本发明实施例中，由于提出了基于总谐波系数的脉宽调制改善方法，通过脉冲 宽度的改变，对冲谐波电压带来的不利影响，从而能够克服现有技术的局限性，更有效的降 低直流电压波动，获得了质量更优的正弦波波形。
【附图说明】
[0029] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现 有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本 发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，根据 这些附图获得其他的附图仍属于本发明的范畴。
[0030] 图1为现有技术中的电能质量调节装置的逻辑系统框图；
[0031] 图2为本发明实施例提供的一种电能质量调节装置直流电压波动抑制的方法的