【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于電網(wǎng)，特別涉及一種海島微電網(wǎng)的畸變電壓下獲取電壓正序基頻分量的方法。
技術(shù)介紹
1、目前，隨著海島電力緊張、發(fā)展受阻的現(xiàn)實(shí)問題不斷發(fā)生，基于源、儲(chǔ)、荷等協(xié)同控制和高效互動(dòng)的新型海島網(wǎng)電形態(tài)，即海島微電網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。海島微電網(wǎng)是以海島可供能源為基礎(chǔ)，由多種不同形式的發(fā)電供電系統(tǒng)、儲(chǔ)能設(shè)備以及電力電子裝置組成的應(yīng)用于海島的微小型電力系統(tǒng)。
2、基于系統(tǒng)內(nèi)供電側(cè)及用電側(cè)的多樣性，海島微電網(wǎng)在統(tǒng)一管理、調(diào)控分配系統(tǒng)內(nèi)的電能時(shí)，需要運(yùn)用大量的電力電子裝置設(shè)備，如變壓器、變流器和逆變器，電網(wǎng)不可避免的會(huì)侵入各類諧波，進(jìn)而使電網(wǎng)電壓發(fā)生嚴(yán)重畸變。此外，逆變器在并網(wǎng)和離網(wǎng)的切換過程中，以及綠色能源的不確定性與大功率負(fù)載的脈沖功率特性，會(huì)進(jìn)一步造成電網(wǎng)頻率跳變，從而極大地降低電網(wǎng)電能質(zhì)量，大大增加電網(wǎng)并網(wǎng)控制難度。若海島微電網(wǎng)在并網(wǎng)當(dāng)中，海島微電網(wǎng)與主電網(wǎng)的電壓頻率、相位不同步或是海島微電網(wǎng)的用電側(cè)與供電側(cè)的電壓頻率、相位不同步，都無法使海島微電網(wǎng)正常并網(wǎng)運(yùn)行，同時(shí)電壓的不同步會(huì)使并網(wǎng)兩側(cè)出現(xiàn)巨大的電壓降從而形成巨大的沖擊電流，燒毀電路，破壞整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)。
3、因此，海島微電網(wǎng)同主電網(wǎng)并網(wǎng)或是其用供電側(cè)連通時(shí)，需要一種實(shí)時(shí)掌握兩側(cè)電壓頻率差值、相位差值、保持兩側(cè)電壓穩(wěn)定同步的同步技術(shù)，能夠快速準(zhǔn)確地鎖定所需檢測(cè)的電網(wǎng)電壓的實(shí)時(shí)相位以及頻率信息，可為電力系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行保駕護(hù)航，同時(shí)其結(jié)構(gòu)相對(duì)簡單，在工程應(yīng)用中易于實(shí)現(xiàn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供一種海
2、為解決上述問題，本專利技術(shù)提供的技術(shù)方案如下：
3、本專利技術(shù)實(shí)施例提供一種海島微電網(wǎng)的畸變電壓下獲取電壓正序基頻分量的方法，包括以下步驟：
4、步驟1，微電網(wǎng)發(fā)生畸變后，其矢量沒有固定的幅值與固定的轉(zhuǎn)動(dòng)頻率，鎖相環(huán)放大器pll無法直接對(duì)畸變的矢量電壓進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，采用檢測(cè)電壓的正序基頻分量fpsc的相位及頻率信息來替代畸變電壓的矢量信息；
5、步驟2，在兩類正交信號(hào)發(fā)生器，即基于反park變換的正交信號(hào)發(fā)生器、基于自適應(yīng)濾波器的正交信號(hào)發(fā)生器研究的基礎(chǔ)上，通過三種正負(fù)序解耦法，即直接解耦法、正負(fù)序計(jì)算法、復(fù)系數(shù)濾波法，實(shí)現(xiàn)電壓的正負(fù)序分離，進(jìn)而獲取正序基頻分量fpsc信息，并去除低階次諧波對(duì)鎖相環(huán)實(shí)現(xiàn)鎖定所需檢測(cè)電壓頻率、相位功能的影響。
6、本專利技術(shù)一可選實(shí)施例，步驟1的微電網(wǎng)三相電壓受換流器、非線性用電裝設(shè)備的影響，將有多種不同階次、不同頻率的諧波電流進(jìn)入微電網(wǎng)，進(jìn)而引起三相電網(wǎng)電壓發(fā)生畸變，采用三相電壓采用含有多種不平衡、不同階次的諧波成分的合集表示。
7、本專利技術(shù)一可選實(shí)施例，步驟2具體包括：步驟s2中的直接解耦法包括兩種方法：第一種是在αβ靜止坐標(biāo)系中提取基頻的αβ交流分量，第二種是在dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)中提取dq直流分量；通過直接解耦法與復(fù)系數(shù)濾波法實(shí)現(xiàn)電壓pnsc分離，在該兩種方法當(dāng)中，正交信號(hào)發(fā)生器模塊不僅可以生成正交信號(hào)，而且能除去諧波，故先對(duì)正交信號(hào)發(fā)生器進(jìn)行分析，再對(duì)各類正負(fù)序解耦法進(jìn)行分析。
8、本專利技術(shù)一可選實(shí)施例，步驟2具體包括：步驟s21，正交信號(hào)發(fā)生器模塊采用ipt-qsg模塊和af-qsg模塊，ipt-qsg模塊是在dq直流分量的基礎(chǔ)上通過lpf消除混入輸入信號(hào)中的各類諧波，而af-qsg模塊則是在αβ交流分量的基礎(chǔ)上通過bpf消除混入輸入信號(hào)中的各類諧波。
9、本專利技術(shù)一可選實(shí)施例，步驟2具體包括：步驟s22，基于αβ分量濾波直接解耦法是先將畸變電壓的vabc在靜止坐標(biāo)系中分離成vα和vβ分量，再分別將vα和vβ的fpnsc進(jìn)行解耦，從而得到vabc的fpsc和fnsc；通過運(yùn)用qsg模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)vα和vβ的pnsc的解耦，進(jìn)而在濾除諧波的同時(shí)得到基頻分量及其正交量。
10、本專利技術(shù)一可選實(shí)施例，步驟2具體包括：步驟s23，基于dq分量濾波直接解耦法是將畸變電壓的vabc在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系srf中分解成vd和vq，再經(jīng)lpf濾波后直接輸出的解耦法；其中，ddsrf是設(shè)立兩個(gè)srf，一個(gè)正序分量同步坐標(biāo)系psc-srf，一個(gè)負(fù)序分量同步坐標(biāo)系nsc-srf，利用兩個(gè)srf實(shí)現(xiàn)消除psc在nsc-srf中測(cè)得的nsc上的影響以及nsc在psc-srf中測(cè)得的電壓psc上的影響，從而實(shí)現(xiàn)pnsc之間的解耦。
11、本專利技術(shù)一可選實(shí)施例，步驟2的正負(fù)序計(jì)算法包括：在電壓畸變時(shí)，三相電壓的對(duì)稱性遭到破壞，三相電壓由一組不對(duì)稱的三相量組成，正負(fù)序計(jì)算法pnsc將不對(duì)稱的三相量分解成三組不同的對(duì)稱三相量，再利用三組對(duì)稱量消除psc和nsc之間的相互干擾，從而分離出psc和nsc。
12、本專利技術(shù)一可選實(shí)施例，步驟2的復(fù)系數(shù)濾波法包括：靜止坐標(biāo)系中α分量與β分量通過復(fù)數(shù)符號(hào)j來實(shí)現(xiàn)90°的相移，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)虛系數(shù)濾波，虛系數(shù)濾波器可以精準(zhǔn)且迅速獲得所需的分量；修改虛數(shù)部分的頻率值ω0和ωc，即可設(shè)置濾波器的帶通與帶寬頻率，當(dāng)設(shè)置ω0為鎖相環(huán)得到的電網(wǎng)電壓頻率ω'時(shí)，系統(tǒng)便可實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)電壓的頻率追蹤、自適應(yīng)濾波，從而得到各項(xiàng)精準(zhǔn)的電網(wǎng)信息。
13、本專利技術(shù)一可選實(shí)施例，步驟2具體包括：步驟24，mccf并聯(lián)法采用由n個(gè)不同濾波頻率的ccf并聯(lián)而成，輸入電壓經(jīng)過不同濾波頻率的ccf后濾除相應(yīng)頻率、階次的諧波后分離成相應(yīng)頻率、階次的電壓正負(fù)序分量，由ccf輸出的電壓正負(fù)序分量反饋回輸入電壓，輸入電壓經(jīng)過信息分析，濾除反饋回來的相關(guān)頻率、階次的諧波后，再一次向各個(gè)ccf輸入電壓信息，通過頻繁地反饋、響應(yīng)，繼而實(shí)行mccf并聯(lián)模塊的頻率自適應(yīng)功能；通過使用多個(gè)ccf并聯(lián)結(jié)構(gòu)設(shè)置不同的選擇頻率的方法，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓濾除不同頻率、階次的諧波，細(xì)化了濾波模塊的選擇頻率范圍，進(jìn)而提升了濾波模塊的濾波效果。
14、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)實(shí)施例提供了一種海島微電網(wǎng)的畸變電壓下獲取電壓正序基頻分量的方法，具有以下有益效果：本專利技術(shù)分析歸納發(fā)生畸變時(shí)的三相電壓矢量，并通過三種正負(fù)序解耦方法，即直接解耦法、正負(fù)序計(jì)算法、復(fù)系數(shù)濾波法，從畸變電壓中獲取所需得電壓正序基頻分量，為海島微電網(wǎng)發(fā)生故障及時(shí)電網(wǎng)鎖相鎖頻提供理論依據(jù)。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種海島微電網(wǎng)的畸變電壓下獲取電壓正序基頻分量的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海島微電網(wǎng)的畸變電壓下獲取電壓正序基頻分量的方法，其特征在于，步驟1的微電網(wǎng)三相電壓受換流器、非線性用電裝設(shè)備的影響，將有多種不同階次、不同頻率的諧波電流進(jìn)入微電網(wǎng)，進(jìn)而引起三相電網(wǎng)電壓發(fā)生畸變，采用三相電壓采用含有多種不平衡、不同階次的諧波成分的合集表示。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種海島微電網(wǎng)的畸變電壓下獲取電壓正序基頻分量的方法，其特征在于，步驟2具體包括：步驟S2中的直接解耦法包括兩種方法：第一種是在αβ靜止坐標(biāo)系中提取基頻的αβ交流分量，第二種是在dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)中提取dq直流分量；通過直接解耦法與復(fù)系數(shù)濾波法實(shí)現(xiàn)電壓PNSC分離，在該兩種方法當(dāng)中，正交信號(hào)發(fā)生器模塊不僅可以生成正交信號(hào)，而且能除去諧波，故先對(duì)正交信號(hào)發(fā)生器進(jìn)行分析，再對(duì)各類正負(fù)序解耦法進(jìn)行分析。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種海島微電網(wǎng)的畸變電壓下獲取電壓正序基頻分量的方法，其特征在于，步驟2具體包括：步驟S21，正交信號(hào)發(fā)生器模塊采用IPT-QSG模塊和AF
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種海島微電網(wǎng)的畸變電壓下獲取電壓正序基頻分量的方法，其特征在于，步驟2具體包括：步驟S22，基于αβ分量濾波直接解耦法是先將畸變電壓的vabc在靜止坐標(biāo)系中分離成vα和vβ分量，再分別將vα和vβ的FPNSC進(jìn)行解耦，從而得到vabc的FPSC和FNSC；通過運(yùn)用QSG模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)vα和vβ的PNSC的解耦，進(jìn)而在濾除諧波的同時(shí)得到基頻分量及其正交量。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種海島微電網(wǎng)的畸變電壓下獲取電壓正序基頻分量的方法，其特征在于，步驟2具體包括：步驟S23，基于dq分量濾波直接解耦法是將畸變電壓的vabc在同步旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)系SRF中分解成vd和vq，再經(jīng)LPF濾波后直接輸出的解耦法；其中，DDSRF是設(shè)立兩個(gè)SRF，一個(gè)正序分量同步坐標(biāo)系PSC-SRF，一個(gè)負(fù)序分量同步坐標(biāo)系NSC-SRF，利用兩個(gè)SRF實(shí)現(xiàn)消除PSC在NSC-SRF中測(cè)得的NSC上的影響以及NSC在PSC-SRF中測(cè)得的電壓PSC上的影響，從而實(shí)現(xiàn)PNSC之間的解耦。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海島微電網(wǎng)的畸變電壓下獲取電壓正序基頻分量的方法，其特征在于，步驟2的正負(fù)序計(jì)算法包括：在電壓畸變時(shí)，三相電壓的對(duì)稱性遭到破壞，三相電壓由一組不對(duì)稱的三相量組成，正負(fù)序計(jì)算法PNSC將不對(duì)稱的三相量分解成三組不同的對(duì)稱三相量，再利用三組對(duì)稱量消除PSC和NSC之間的相互干擾，從而分離出PSC和NSC。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海島微電網(wǎng)的畸變電壓下獲取電壓正序基頻分量的方法，其特征在于，步驟2的復(fù)系數(shù)濾波法包括：靜止坐標(biāo)系中α分量與β分量通過復(fù)數(shù)符號(hào)j來實(shí)現(xiàn)90°的相移，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)虛系數(shù)濾波，虛系數(shù)濾波器可以精準(zhǔn)且迅速獲得所需的分量；修改虛數(shù)部分的頻率值ω0和ωc，即可設(shè)置濾波器的帶通與帶寬頻率，當(dāng)設(shè)置ω0為鎖相環(huán)得到的電網(wǎng)電壓頻率ω'時(shí)，系統(tǒng)便可實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)電壓的頻率追蹤、自適應(yīng)濾波，從而得到各項(xiàng)精準(zhǔn)的電網(wǎng)信息。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海島微電網(wǎng)的畸變電壓下獲取電壓正序基頻分量的方法，其特征在于，步驟2具體包括：步驟24，MCCF并聯(lián)法采用由n個(gè)不同濾波頻率的CCF并聯(lián)而成，輸入電壓經(jīng)過不同濾波頻率的CCF后濾除相應(yīng)頻率、階次的諧波后分離成相應(yīng)頻率、階次的電壓正負(fù)序分量，由CCF輸出的電壓正負(fù)序分量反饋回輸入電壓，輸入電壓經(jīng)過信息分析，濾除反饋回來的相關(guān)頻率、階次的諧波后，再一次向各個(gè)CCF輸入電壓信息，通過頻繁地反饋、響應(yīng)，繼而實(shí)行MCCF并聯(lián)模塊的頻率自適應(yīng)功能；通過使用多個(gè)CCF并聯(lián)結(jié)構(gòu)設(shè)置不同的選擇頻率的方法，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓濾除不同頻率、階次的諧波，細(xì)化了濾波模塊的選擇頻率范圍，進(jìn)而提升了濾波模塊的濾波效果。
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種海島微電網(wǎng)的畸變電壓下獲取電壓正序基頻分量的方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種海島微電網(wǎng)的畸變電壓下獲取電壓正序基頻分量的方法，其特征在于，步驟1的微電網(wǎng)三相電壓受換流器、非線性用電裝設(shè)備的影響，將有多種不同階次、不同頻率的諧波電流進(jìn)入微電網(wǎng)，進(jìn)而引起三相電網(wǎng)電壓發(fā)生畸變，采用三相電壓采用含有多種不平衡、不同階次的諧波成分的合集表示。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種海島微電網(wǎng)的畸變電壓下獲取電壓正序基頻分量的方法，其特征在于，步驟2具體包括：步驟s2中的直接解耦法包括兩種方法：第一種是在αβ靜止坐標(biāo)系中提取基頻的αβ交流分量，第二種是在dq旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)中提取dq直流分量；通過直接解耦法與復(fù)系數(shù)濾波法實(shí)現(xiàn)電壓pnsc分離，在該兩種方法當(dāng)中，正交信號(hào)發(fā)生器模塊不僅可以生成正交信號(hào)，而且能除去諧波，故先對(duì)正交信號(hào)發(fā)生器進(jìn)行分析，再對(duì)各類正負(fù)序解耦法進(jìn)行分析。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種海島微電網(wǎng)的畸變電壓下獲取電壓正序基頻分量的方法，其特征在于，步驟2具體包括：步驟s21，正交信號(hào)發(fā)生器模塊采用ipt-qsg模塊和af-qsg模塊，ipt-qsg模塊是在dq直流分量的基礎(chǔ)上通過lpf消除混入輸入信號(hào)中的各類諧波，而af-qsg模塊則是在αβ交流分量的基礎(chǔ)上通過bpf消除混入輸入信號(hào)中的各類諧波。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種海島微電網(wǎng)的畸變電壓下獲取電壓正序基頻分量的方法，其特征在于，步驟2具體包括：步驟s22，基于αβ分量濾波直接解耦法是先將畸變電壓的vabc在靜止坐標(biāo)系中分離成vα和vβ分量，再分別將vα和vβ的fpnsc進(jìn)行解耦，從而得到vabc的fpsc和fnsc；通過運(yùn)用qsg模塊實(shí)現(xiàn)對(duì)vα和vβ的pnsc的解耦，進(jìn)而在濾除諧波的同時(shí)得到基頻分量及其正交量。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種海島微電網(wǎng)的畸變電壓下獲取電壓正序基頻分量的方法，其特征在于，步驟2具體包括：步驟s23，基于dq分量濾波直接解耦法是將畸變電壓的vabc...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：黃雅鑫，魏永清，張正康，于飛，朱鵬，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國人民解放軍海軍工程大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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