[发明专利]一种改善逆变器输出电能质量的方法及装置

说明书

技术领域

本发明新能源并网供电的电能质量改善，具体涉及一种改善逆变器输出电能质量的方法。

背景技术

能源是人类社会存在与发展的重要物质基础，随着社会的高速发展，能源和资源的需求越来越大，众所周知，不可再生能源将来会被用尽，新的能源必然应运而生。相对于传统化石能源，新能源包含清洁能源和可再生能源。目前被世界广泛认同并形成规模应用的有太阳能、风能、核能、水能、生物质能等。光伏发电对于新能源而言，是一种公认的技术含量高、有发展前途的新能源技术，正是由于太阳能取之不尽、用之不竭，不产生任何废弃物，没有噪音等污染，对环境不会产生不良影响，是理想的清洁能源。

对于新能源发电而言，当本地用户导致供电系统中相位、幅值、功角异常，如果各个用户端的新能源并网发电系统检测出本地用户电网特性，新能源并网系统将会出现跳闸，甚至解列，这样不仅会导致电网系统崩溃，还会给坚强型智能电网建设带来很多不利影响。因此在新能源并网中，如何通过新能源发电系统自身调整电力系统供电特性在智能电网建设中显得尤为重要。目前，在新能源并网系统中，通过新能源自身特性来调节电网特性的研究较少。

因此，需要一种改善逆变器输出电能质量的方法。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术在新能源并网存在的电能质量的缺陷，提供一种改善逆变器输出电能质量的方法。

技术方案：为解决上述技术问题，本发明的改善逆变器输出电能质量的方法采用如下技术方案：

一种改善逆变器输出电能质量的方法，包括以下步骤：

（1）、采样逆变器并网侧的电流和电压，对采样得到的逆变器并网侧电流进行分解，将并网侧电流按正序、负序以及零序分解，对正序电流分离出基波分量以及谐波分量；

（2）、对于系统控制，对输出电流按给定电流进行控制输出，在给定电流的基础上减掉步骤（1）的谐波分量；对于系统电流输出三相不平衡，对输出电流按给定电流进行控制输出，在给定电流的基础上减掉步骤（1）的负序分量。

本发明还公开了一种改善逆变器输出电能质量的装置。

一种改善逆变器输出电能质量的装置，包括电流和电压采样单元、电流和电压调理单元、驱动电路和控制单元，所述电流和电压采样单元用于采集电网侧的电流和电压，所述电流和电压调理单元连接所述电流和电压采样单元和所述控制单元，所述驱动电路连接所述控制单元和逆变器，所述控制单元用于对采样得到的逆变器并网侧电流按正序、负序以及零序分解，并对正序电流分离出基波分量以及谐波分量，对于系统控制，所述控制单元对输出电流按给定电流进行控制输出，在给定电流的基础上减掉所述谐波分量；对于系统电流输出三相不平衡，所述控制单元对输出电流按给定电流进行控制输出，在给定电流的基础上减掉所述负序分量。

更进一步的，所述电流和电压采样单元包括电压传感器和霍尔电流传感器。电压传感器和霍尔电流传感器直接连接在电网接入端上并与电流和电压调理电路连接，其作用是采集电网侧的电压、电流。

更进一步的，所述控制单元包括数字信号处理器TMS320F2812。其作用是完成逆变器输出电流谐波与基波、正序、负序以及零序分解，并进行相应组合，实现逆变输出波形。

更进一步的，所述的驱动电路包括三组IR2101电路。逆变器控制端与数字信号处理器TMS320F2812之间由IR2101连接。

发明原理：通过实时检测输出电流特性，对输出电流进行正序、负序、零序分解，对系统谐波分量与基波分量进行分解，并对分解后的系统进行相应组合实现系统电能质量治理，当需要消除系统输出谐波分量时，可以在输出电流参考值基础上补偿相对应的谐波分量，该分量与谐波分量大小相同，方向相反，该补偿量在输出后抵消系统中的谐波分量，同理也可以采用该思想来实现输出电流的不平衡补偿。在该方法中，可以同时实现输出电流三相不平衡补偿以及电流谐波补偿，从而实现系统输出电流电能质量治理。

有益效果：本发明提供了一种改善逆变器输出电能质量的方法，该方法不仅在电网电压对称，而且在电网电压不对称情况下也能实现改善逆变器输出电能质量。如图1所示，系统主要由电流和电压采样单元、电流和电压调理单元、驱动电路和控制单元构成，电流和电压采样单元连接在电网侧，电流和电压采样单元直接连接在电网接入端并与电流和电压调理电路连接，完成电网侧电压、电流的采集。控制单元完成逆变器输出电流谐波与基波、正序、负序以及零序分解，并进行相应组合，实现逆变输出波形。