一种基于正负识别的三相相序自适应控制方法及系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于正负识别的三相相序自适应控制方法及系统，所述三相相序自适应控制方法包括以下步骤：步骤S1，判断电网A相、B相和C相的三相交流电压有效数值是否都在正常范围内，若是则跳转至步骤S2，若否则发出警报信号；步骤S2，根据三相交流电压等效合成矢量，并得到该合成矢量的旋转角度；步骤S3，通过合成矢量的旋转角度判断电网电压相序是否为负序，若是，则交换电网电压正序所得到的正负序分量的计算结果；步骤S4，电网电压相序反相处理时，复用电网电压正序在静止坐标系到旋转坐标系的变换公式。本发明专利技术无需对三相电力电子设备增加捕获电路，无需更改配线且无需增加成本，便能够对三相电力电子设备实现相序锁定和控制。

A three-phase phase sequence adaptive control method and system based on positive and negative identification

The invention provides a three-phase phase sequence adaptive control method and system of positive and negative recognition based on the three-phase phase sequence adaptive control method comprises the following steps: step S1, judge the power A B phase and C three-phase AC voltage and effective numerical phase are in the normal range, if it is to jump to step S2, otherwise if issued alarm signal; step S2, according to the equivalent three-phase AC voltage vector and the rotation angle of the synthesis, the synthesis of vector; step S3, the rotation angle of synthetic vector judgment whether the negative sequence voltage phase, if the result is to change the positive and negative sequence component of positive sequence voltage obtained; step S4, grid voltage phase sequence reversal processing, positive voltage multiplexing power to the rotating coordinate transformation formula in the stationary coordinate system. The invention does not need to increase the capture circuit of the three-phase power electronic equipment, and can realize the phase locking and control of the three-phase power electronic equipment without changing the wiring and without increasing the cost.

【技术实现步骤摘要】
一种基于正负识别的三相相序自适应控制方法及系统
本专利技术涉及一种三相相序控制方法，尤其涉及一种基于正负识别的三相相序自适应控制方法，并涉及采用了该基于正负识别的三相相序自适应控制方法的三相相序自适应控制系统。
技术介绍
随着电力电子行业的发展，SVG(静态无功补偿器)、APF(有源滤波器)和充电桩，储能装置等大量电力电子设备在三相电网中投入使用，三相电力电子设备的相序自动适应识别控制一直是业界的一个难点。目前很多三相系统的配线无标示，或者标示不清，难以分析清楚ABC三相的相序。对于一些非热插拔和热插拔的装置，在安装或者改线后，经常会人为的相序接反。由于控制器一般都是基于电网正序控制，所以在设备报相序故障后，需要重新配线，大量浪费了人力物力。也就是说，现有技术中存在以下缺陷：一、三相电力电子设备利用自身的检测装置，检测相序反，检测出接反后报警，这种需要人工重新配线，非常繁琐，浪费了人力物力。二、三相电力电子设备增加换向装置，可以把其中任意2相交换，代替人工更改配线，这种虽然能取得代替人工改线的效果，但是增加的自动换向装置，无形之中增加了成本，另外串接类似切换装置，还会降低系统可靠性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是需要提供一种无需更改配线和无需增加成本的三相相序自适应控制方法，并提供采用了该三相相序自适应控制方法的三相相序自适应控制系统。对此，本专利技术提供一种基于正负识别的三相相序自适应控制方法，包括以下步骤：步骤S1，判断电网A相、B相和C相的三相交流电压有效数值是否都在正常范围内，若是则跳转至步骤S2，若否则发出电网电压异常警报信号；步骤S2，根据三相交流电压等效合成矢量，并得到该合成矢量的旋转角度；步骤S3，通过合成矢量的旋转角度判断电网电压相序是否为负序，若是，则交换电网电压正序所得到的正负序分量的计算结果；步骤S4，电网电压相序反相处理时，复用电网电压正序在静止坐标系到旋转坐标系的变换公式。本专利技术的进一步改进在于，所述步骤S2中，A相、B相和C相的三相交流电压等效合成矢量为V，合成矢量V的旋转角度为θ，提取旋转角度θ获得sin(θ)和cos(θ)，其中sin(θ)为合成矢量V的旋转角度正弦值，cos(θ)为合成矢量V的旋转角度余弦值。本专利技术的进一步改进在于，所述步骤S3中，通过公式θ-θold≈sin(θ-θold)＝sin(θ)cos(θold)-cos(θ)sin(θold)判断电网电压相序是否为负序，其中，θ为当前控制周期的旋转角度，θold为上一个控制周期的旋转角度，sin(θ)为当前旋转角度的正弦值，cos(θ)为当前旋转角度的余弦值，sin(θold)为上一周期旋转角度的正弦值，cos(θold)为上一周期旋转角度的余弦值；当θ-θold>0，判断为电网电压正序；当θ-θold<0，判断为电网电压负序。本专利技术的进一步改进在于，所述步骤S3中，三相交流电压经过两相αβ坐标系变换后，得到电压正序分量和电压负序分量分别在两相αβ坐标轴上的投影。本专利技术的进一步改进在于，所述步骤S3中，当电网电压正序时，合成矢量V逆时针旋转该合成矢量V与α轴的夹角θ；当电网电压负序时，合成矢量V顺时针旋转该合成矢量V与α轴的夹角为θ。本专利技术的进一步改进在于，所述步骤S3中，当电网电压正序时，三相电网电压正负序分量在αβ轴上的投影分别包括电压正序分量在α轴上的投影Valpha+、电压正序分量在β轴上的投影Vbeta+、电压负序分量在α坐标轴上的投影Valpha-和电压负序分量在β轴上的投影Vbeta-；当电网电压负序时，将电网电压负序与电网电压正序的结果互换，此时，所述三相电网电压正负序分量在αβ轴上的投影分别包括电压正序分量在α轴上的投影Valpha+’、电压正序分量在β轴上的投影Vbeta+’、电压负序分量在α坐标轴上的投影Valpha-’和电压负序分量在β轴上的投影Vbeta-’；其中，Valpha+’＝Valpha-，Vbeta+’＝Vbeta-，Valpha-’＝Valpha+，Vbeta-’＝Vbeta+。本专利技术的进一步改进在于，所述步骤S4中，电网电压相序反相处理时，复用电网电压正序在αβ坐标系到dq坐标系的dq变换公式，处理锁相跟踪方向不同所带来的边界条件。本专利技术的进一步改进在于，所述步骤S4中，当电网电压正序时，旋转角度θ为正，每次进入循环控制周期，锁相调节器的输出值在原来基础上增加Δθ，锁相调节器的输出值清零；当电网电压负序时，旋转角度θ为负，每次进入循环控制周期，锁相调节器的输出值在原来基础上增加Δθ，锁相调节器的输出值清零；其中，Δθ是每个高频控制周期电压矢量角度变换量。本专利技术还提供一种基于正负识别的三相相序自适应控制系统，采用了如上所述的基于正负识别的三相相序自适应控制方法。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：根据三相交流电压等效合成矢量，并得到该合成矢量的旋转角度，然后通过合成矢量的旋转角度判断电网电压相序是否为负序，若是，则交换电网电压正序所得到的正负序分量的计算结果，也就是说，在电网电压负序时直接将电网电压负序与电网电压正序的结果互换，进而直接利用正序处理的结果，不需要重新计算，大大简化计算过程；本专利技术无需对三相电力电子设备增加额外的捕获电路，无需更改配线且无需增加成本，便能够对三相电力电子设备实现相序锁定和控制。附图说明图1是本专利技术一种实施例的工作流程示意图；图2是本专利技术一种实施例在电网电压正序时的投影和旋转工作原理示意图；图3是本专利技术一种实施例在电网电压负序时的投影和旋转工作原理示意图。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术的较优的实施例作进一步的详细说明。如图1所示，本专利技术提供一种基于正负识别的三相相序自适应控制方法，包括以下步骤：步骤S1，判断电网A相、B相和C相的三相交流电压有效数值是否都在正常范围内，若是则跳转至步骤S2，若否则发出电网电压异常警报信号；步骤S2，根据三相交流电压等效合成矢量，并得到该合成矢量的旋转角度；步骤S3，通过合成矢量的旋转角度判断电网电压相序是否为负序，若是，则交换电网电压正序所得到的正负序分量的计算结果；步骤S4，电网电压相序反相处理时，复用电网电压正序在静止坐标系到旋转坐标系的变换公式。电网电压正序指的是电网电压值为正序，电网电压负序指的是电网电压值为负序(反序)；所述电网电压相序反相处理指的是电网电压负序时，将电网电压负序与电网电压正序的结果互换，进而直接利用电网电压正序的结果；所述静止坐标系指的是静止的两相αβ坐标，所述旋转坐标系指的是旋转后的dq坐标；所述旋转坐标系的变换公式指的是Vα＝cos(θ)*Vd-sin(θ)*Vq和Vβ＝sin(θ)*Vd+cos(θ)*Vq,其中Vα和Vβ分别为两相αβ坐标的坐标分量,Vd和Vq分别为dq坐标的坐标分量；θ为旋转角度，也就是相位。本例电网A相、B相和C相三相交流电压分别为VA、VB和VC；所述步骤S2中，A相、B相和C相的三相交流电压等效合成矢量为V，合成矢量V的旋转角度为θ，提取旋转角度θ获得sin(θ)和cos(θ)，其中sin(θ)为合成矢量V的旋转角度正弦值，cos(θ)为合成矢量V的旋转角度余弦值。根据工程近似计算公式，当旋转角度θ角度比较小的时候，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于正负识别的三相相序自适应控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，判断电网A相、B相和C相的三相交流电压有效数值是否都在正常范围内，若是则跳转至步骤S2，若否则发出电网电压异常警报信号；步骤S2，根据三相交流电压等效合成矢量，并得到该合成矢量的旋转角度；步骤S3，通过合成矢量的旋转角度判断电网电压相序是否为负序，若是，则交换电网电压正序所得到的正负序分量的计算结果；步骤S4，电网电压相序反相处理时，复用电网电压正序在静止坐标系到旋转坐标系的变换公式。

【技术特征摘要】
1.一种基于正负识别的三相相序自适应控制方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1，判断电网A相、B相和C相的三相交流电压有效数值是否都在正常范围内，若是则跳转至步骤S2，若否则发出电网电压异常警报信号；步骤S2，根据三相交流电压等效合成矢量，并得到该合成矢量的旋转角度；步骤S3，通过合成矢量的旋转角度判断电网电压相序是否为负序，若是，则交换电网电压正序所得到的正负序分量的计算结果；步骤S4，电网电压相序反相处理时，复用电网电压正序在静止坐标系到旋转坐标系的变换公式。2.根据权利要求1所述的基于正负识别的三相相序自适应控制方法，其特征在于，所述步骤S2中，A相、B相和C相的三相交流电压等效合成矢量为V，合成矢量V的旋转角度为θ，提取旋转角度θ获得sin(θ)和cos(θ)，其中sin(θ)为合成矢量V的旋转角度正弦值，cos(θ)为合成矢量V的旋转角度余弦值。3.根据权利要求2所述的基于正负识别的三相相序自适应控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，通过公式θ-θold≈sin(θ-θold)＝sin(θ)cos(θold)-cos(θ)sin(θold)判断电网电压相序是否为负序，其中，θ为当前控制周期的旋转角度，θold为上一个控制周期的旋转角度，sin(θ)为当前旋转角度的正弦值，cos(θ)为当前旋转角度的余弦值，sin(θold)为上一周期旋转角度的正弦值，cos(θold)为上一周期旋转角度的余弦值；当θ-θold>0，判断为电网电压正序；当θ-θold<0，判断为电网电压负序。4.根据权利要求3所述的基于正负识别的三相相序自适应控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，三相交流电压经过两相αβ坐标系变换后，得到电压正序分量和电压负序分量分别在两相αβ坐标轴上的投影。5.根据权利要求4所述的基于正负识别的三相相序自适应控制方法，其特征在于，所述步骤S3中，当电网...

【专利技术属性】
技术研发人员：迟屹楠，
申请(专利权)人：深圳市泰昂能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44