[发明专利]一种可实现电力电子孤岛检测和模拟电网交流源的装置

权利要求书

1.一种可实现电力电子孤岛检测和模拟电网交流源的装置，其特征在于，该装置主要由三相电网(101)、Δ/Y连接的三相隔离变压器(102)、并网变换器(103)、直流母线(104)、模拟负载变换器(105)、三相被试电源装置(106)组成；所述三相电网(101)与所述Δ/Y连接的三相隔离变压器(102)相连，所述Δ/Y连接的三相隔离变压器(102)与所述并网变换器(103)相连，所述并网变换器(103)通过所述直流母线(104)与所述模拟负载变换器(105)相连，所述三相被试电源装置(106)的两侧分别与所述模拟负载变换器(105)、三相电网(101)相连。

2.如权利要求1所述的可实现电力电子孤岛检测和模拟电网交流源的装置，其特征在于，所述并网变换器(103)的控制系统硬件架构包括控制器主芯片DSP 6747(401)、DSP28335(404)以及FPGA(402)、FPGA(403)；所述DSP 6747(401)和DSP 28335(404)通过总线分别与FPGA(402)和FPGA(403)相连；FPGA(402)和FPGA(403)通过高速串行总线进行连接；控制芯片DSP 6747(401)负责核心算法运算；控制芯片FPGA(402)有16路模拟输入、8路光纤输入和4路光纤通讯；控制芯片FPGA(403)有12路数字输入和12路数字输出；控制芯片DSP28335(404)用于对外通讯连接以及数字量输入输出，具有CAN、RS485、RS422通讯接口，并且可以通过接口与以太网相连。

3.如权利要求1所述的可实现电力电子孤岛检测和模拟电网交流源的装置，其特征在于，所述并网变换器(103)的控制系统设计采用直流电压外环、并网电流内环的双控制策略，其电压外环采用PI控制器，其输出控制量经过dq/αβ变换，再分别与三相被试电源装置输入电流的无功及25次以下谐波电流指令及相叠加，分别作αβ坐标系指令和平行电流；通过电流内环控制器控制，保持电子设备的直流电压恒定以及补偿三相被试电源装置(106)产生的谐波和无功功率。

4.如权利要求3所述的可实现电力电子孤岛检测和模拟电网交流源的装置，其特征在于，三相被试电源装置(106)采用输入谐波变步长自适应检测算法，具体为：

步骤3.1：无功及谐波分量的三相DBT输入电流为

经过abc/αβ变换，轴电流均可以分解为基波有功分量i_LP、基波无功分量i_Lq及谐波分量i_Lh，即

步骤3.2：利用谐波消除的自适应无功谐波检测算法，将较低的谐波作为矢量，独立的矢量如下

X_a(t)＝{x(1)x(2)x(3)x(4)....x(17)x(18)}＝{coswtsinwtcos5wtsin5wt....cos25wtsin25wt}

步骤3.3：将无功的α轴谐波指令，计算得到β轴谐波指令

w_i[(k+1)T]＝w_i(kT)+2u*x_i·e(kT),i＝1,2.....18u[(k+1)T]＝au(kT)+λe²(kT)。

5.如权利要求3所述的可实现电力电子孤岛检测和模拟电网交流源的装置，其特征在于，电压外环采用重复控制器与复合控制器系列的PI调节器，具体为：

步骤4.1：控制是会有滞后的，零阶保持器使其离散，得到控制对象的z域函数；

步骤4.2：设计PI调节器；

步骤4.3：在低频段增益控制对象为0dB时，进行相位补偿便能行通，重复控制对象由PI调节器的闭环系统关闭；

步骤4.4：高频衰减时，斜率有限，设计1.5khz截止频率的二阶低通滤波器，加快高频衰减以及增加稳定性；

步骤4.3：为了让控制对象在相位补偿以后获得中低频段的大致0相位移，通过bode图像解决方案问题，使控制对象相位移特性满足要求，PI控制器被控制器跟踪误差消除。