[发明专利]多谐波注入控制系统和方法

说明书

本发明涉及一种多谐波注入控制系统，包括电流采集模块、谐波信号源、控制器、变流器和变压器。电流采集模块用于对电力电容中的电流进行采集并形成电流反馈信号；谐波信号源用于生成基本谐波信号；控制器用于基于基本谐波信号和电流反馈信号生成PWM信号；变流器用于基于PWM信号而将直流电源转换为放大后的PWM信号，并对放大后的PWM信号滤波得到谐波输出信号；变压器用于将变流器的谐波输出信号变压至电力电容器或其所在电桥所需电压级别而形成并输出多次谐波信号。本发明能够向电力电容注入多次谐波信号并对所注入的多次谐波进信号行实时控制，从而可以更好地对电力电容进行噪声测试，从而有助于提高电力电容产品的质量。

技术领域

本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种对电力电容器进行噪声测试所使用的多谐波注入控制系统以及方法。

背景技术

高压直流输电(HVDC)技术将是电网发展方向之一。换流站是高压直流输电的关键部分，而换流器在交流和直流两侧均产生大量低次的谐波电压和谐波电流，为了补偿换流所带来的无功功率、滤除直流侧的交流分量和交流侧的谐波，换流站需要大量的电力电容器用于无功补偿和滤波。

这些电力电容器具有数量多、容量大、需放置于较高的塔架上等特点，当大量谐波叠加的电流流过电力电容器时，电力电容器会由于振动发出噪声。由于电力电容器塔架高、占地面积大且需要热量疏散，导致电力电容器噪声治理难度大。从实际测试中发现，电力电容器可听噪声主要是由谐波和工频叠加的电流带来的，并且随着HVDC输电电压和功率的提升，电力电容器的噪声污染问题会更加严重，因此电容器噪声特性的研究和治理工作得到很多学者的关注。

基于此，电力电容器的噪声特性成为了每个电力电容器生产厂商需要考虑的重要性能指标。电力电容器成品需要进行噪声特性测试，该测试需要有效模拟换流站中电力电容器单元的实际运行工况，对电力电容器单元注入的谐波电流要能模拟出换流站基波与各次谐波叠加输入的工况。

国标中提出，当前主要有桥式全谐波电流注入电路和并联电容器电流注入电路这两种电路拓扑可以用于电力电容器噪声测试。然而，现有的谐波注入系统及方法往往仅具有单纯的谐波注入功能，无法实时对所注入的谐波进行控制。因此，就需要设计出符合国标的，可以用于电力电容器的噪声测试的，可以实现对多次谐波电流的幅值和相位进行实时控制的多谐波注入控制系统及其采用的多谐波注入控制方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于电力电容器的噪声测试，能够对所注入的多次谐波进信号行实时控制的多谐波注入控制系统。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种多谐波注入控制系统，用于在对电力电容器进行噪声测试时，向所述电力电容器或其所在电桥注入多次谐波信号并对所注入的多次谐波进信号行实时控制，所述多谐波注入控制系统包括：

电流采集模块，所述电流采集模块用于对所述电力电容中的电流进行采集并形成电流反馈信号；

谐波信号源，所述谐波信号源用于生成基本谐波信号；

控制器，所述控制器用于基于所述基本谐波信号和所述电流反馈信号生成PWM信号；

变流器，所述变流器用于基于所述PWM信号而将直流电源转换为放大后的PWM信号，并对所述放大后的PWM信号滤波得到谐波输出信号；

变压器，所述变压器用于将所述变流器的谐波输出信号变压至所述电力电容器或其所在电桥所需电压级别而形成并输出所述多次谐波信号。

优选的，所述控制器包括数字信号处理器和/或可编程逻辑阵列。

优选的，所述变流器包括逆变器和低通滤波器。

优选的，所述低通滤波器为LC滤波器。