一种抑制随机性电源直流分量注入电网的方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种抑制随机性电源直流分量注入电网的方法和装置，包括如下步骤：(1)读取三相电压控制指令；(2)将三相电压控制指令中的三相分别进行n个电网电压周期的均值处理，得到三相电压控制指令均值，其中n为正整数；(3)以上述三相电压控制指令的均值为纠偏量，叠加到三相电压控制指令上对三相电压控制指令进行纠偏；(4)将纠偏后的三相电压控制指令作为输入调制波输入SPWM模块，控制功率器件工作。本发明专利技术提供的技术方案，通过采集电压控制指令信号对三相坐标系的三相电压进行纠偏，由于没有直接提取三相交流电流中的直流分量，所以避免了直流分量提取不准确的问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子并网控制
，具体涉及一种抑制随机性电源直流分量注入电网的方法和装置。
技术介绍
随着分布式发电站和微电网的快速发展，大量的随机性电源并入交流电网，比如光伏逆变器、储能变流器、电动汽车非车载充放电装置和风力变流器等，这些随机性电源直接或间接通过DC/AC并入电网。如果在这些随机性电源在并网时不消除直流分量，则会有直流分量注入电网，造成如下危害：(1)扰乱配电变压器的正常运行；直流分量使变压器的工作点发生变化，可能导致变压器饱和，引起波形失真，损耗过大，变压器设备会产生大量的热量，造成变压器的寿命缩短；(2)导致电网中变压器初级电流峰值过高；过高的电流将会威胁到电流保护设备的安全，甚至会烧毁输入保险装置，引起电网中某些区域断电，为工厂生产和居民生活带来不便；(3)直流分量会导致输电网中通电金属的腐蚀，导致接地导线电蚀。当前解决办法中主要包括电容隔直法和检测补偿法两种。其中电容隔直法是根据电容隔直通交的特性，在交流输出与电网之间串入隔直电容，将直流电流阻断，使之不进入电网。这种方法虽然能够有效抑制直流分量，但是该电容在50Hz频率处必须呈现低阻抗，因此串联电容的容值增大，系统成本也随之增加。检测补偿法是指首先测量出并网电流中的直流分量，经过适当控制算法产生补偿量，反馈至并网电流参考信号或调制信号中，通过调节器控制开关管通断，最终达到抑制输出直流分量的目的。《西安交通大学学报》第48卷第6期的一篇名称为“无隔离三相逆变器两种直流分量抑制策略对比”的论文，公开了一种提取三相交流电中的直流分量，然后采用提取的直流分量对三相交流电进行补偿的方法。但是三相交流电中的直流分量非常小，因此在提取的直流分量不准确，存在较大的误差。
技术实现思路
本专利技术提供一种抑制随机性电源直流分量注入电网的方法和装置，用于解决上述在提取三相交流电流的直流分量时误差较大的问题。一种抑制随机性电源直流分量注入电网的方法，包括如下步骤：(1)读取三相电压控制指令；(2)将三相电压控制指令中的三相分别进行n个电网电压周期的均值处理，得到三相电压控制指令均值，其中n为正整数；(3)以上述三相电压控制指令的均值为纠偏量，叠加到三相电压控制指令上对三相电压控制指令进行纠偏；(4)将纠偏后的三相电压控制指令作为输入调制波输入SPWM模块，控制功率器件工作。进一步的，得到三相电压控制指令均值之后，利用PI控制器对三相电压控制指令均值与0进行无差控制，得到所述纠偏量。一种抑制随机性电源直流分量注入电网的装置，包括如下模块：(1)读取三相电压控制指令的模块；(2)将三相电压控制指令中的三相分别进行n个电网电压周期的均值处理，得到三相电压控制指令均值，其中n为正整数的模块；(3)以上述三相电压控制指令的均值为纠偏量，叠加到三相电压控制指令上对三相电压控制指令进行纠偏的模块；(4)将纠偏后的三相电压控制指令作为输入调制波输入SPWM模块，控制功率器件工作的模块。进一步的，得到三相电压控制指令均值之后，利用PI控制器对三相电压控制指令均值与0进行无差控制，得到所述纠偏量。本专利技术提供的一种抑制随机性电源直流分量注入电网的方法和装置，通过采集三相电压控制指令，求均值后对三相电压控制指令进行纠偏，由于没有直接提取三相交流电流中的直流分量，所以避免了直流分量提取不准确的问题。利用PI控制器对三相电压控制指令均值与0进行无差控制得到纠偏量，然后使用纠偏量对三相电压控制指令进行补偿，由于纠偏量经过无差控制，因此对直流分量的抑制效果更好。附图说明图1为实施例中抑制随机性电源直流分量注入电网的控制原理图；图2为实施例中抑制随机性电源直流分量注入电网的流程图；图3为实施例中带有PI控制的抑制随机性电源直流分量注入电网的控制原理图。具体实施方式本专利技术提供的一种抑制随机性电源直流分量注入电网的方法和装置，首先读取三相电压控制指令，求均值之后对三相电压控制指令进行纠偏，然后将纠偏后的三相电压控制指令作为SPWM模块的输入调制波，控制功率器件，抑制随机性电源的直流分量注入电网。下面结合附图对本专利技术进行详细说明。方法实施例：本实施例提供的一种抑制随机性电源直流分量注入电网的方法，其控制原理图如图1所示，当随机性电源启动时，随机电源控制策略中产生电压控制指令将电压控制指令进行坐标转换，得到静止两相坐标系下的两相电压控制指令再将两相电压控制指令转化为三相电压控制指令本实施例所提供的抑制随机性电源直流分量注入电网方法就是采集三相电压控制指令经过均值处理后再对三相电压控制指令进行纠偏，然后通过SPWM模块和DSP控制器控制驱动电路驱动功率器件，抑制直流分量注入电网，具体流程图如图2所示，步骤如下：(1)采集三相电压控制指令(2)对三相电压控制指令进行一个周期的均值处理，得到三相电压控制指令均值(3)将三相电压控制指令均值作为纠偏量叠加到三相电压控制指令中，得到纠偏后的三相电压控制指令(4)将纠偏后的三相电压控制指令作为输入调制波输入SPWM模块；(5)SPWM模块向DSP控制器发送信号，DSP控制器根据接收到的信号控制驱动电路，驱动电路控制功率器件工作，从而实现对直流分量的抑制。在本实施例中，对三相电压控制指令进行了一个电网周期的平均值处理；作为其他实施方式，为了得到更精确的三相电压控制指令均值可以做多个电网周期的平均值处理。在本实施例中，得到三相电压控制指令均值后直接对三相电压控制指令进行纠偏；作为其他实施方式，为了更好的抑制直流分量，可以先利用PI控制器对三相电压控制指令均值与0进行无差控制，得到(P01，P02，P03)作为纠偏量，然后将纠偏量(P01，P02，P03)叠加到三相交流电压中相应相的电压上对三相电压控制指令进行纠偏，该实施方法的控制原理图如图3所示。装置实施例：一种抑制随机性电源直流分量注入电网的装置，包括如下模块：(1)读取三相电压控制指令的模块；(2)将三相电压控制指令中的三相分别进行n个电网电压周期的均值处理，得到三相电压控制指令均值，其中n为正整数的模块；(3)以上述三相电压控制指令的均值为纠偏量，叠加到三相电压控制指令上对三相电压控制指令进行纠偏的模块；(4)将纠偏后的三相电压控制指令作为输入调制波输入SPWM模块，控制功率器件工作的模块。本专利技术所提供的一种抑制随机性电源直流分量注入电网的装置，并不是一种硬件装置，而是按照上述方法实施例的方法步骤进行编程，得到的软件模块，存储运行在相应的存储器中。以上给出了本专利技术涉及的具体实施方式，但本专利技术不局限于所描述的实施方式。在本专利技术给出的思路下，采用对本领域技术人员而言容易想到的方式对上述实施例中的技术手段进行变换、替换、修改，并且起到的作用与本专利技术中的相应技术手段基本相同、实现的专利技术目的也基本相同，这样形成的技术方案是对上述实施例进行微调形成的，这种技术方案仍落入本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抑制随机性电源直流分量注入电网的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)读取三相电压控制指令；(2)将三相电压控制指令中的三相分别进行n个电网电压周期的均值处理，得到三相电压控制指令均值，其中n为正整数；(3)以上述三相电压控制指令的均值为纠偏量，叠加到三相电压控制指令上对三相电压控制指令进行纠偏；(4)将纠偏后的三相电压控制指令作为输入调制波输入SPWM模块，控制功率器件工作。

【技术特征摘要】
2016.08.29 CN 20161075004111.一种抑制随机性电源直流分量注入电网的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)读取三相电压控制指令；(2)将三相电压控制指令中的三相分别进行n个电网电压周期的均值处理，得到三相电压控制指令均值，其中n为正整数；(3)以上述三相电压控制指令的均值为纠偏量，叠加到三相电压控制指令上对三相电压控制指令进行纠偏；(4)将纠偏后的三相电压控制指令作为输入调制波输入SPWM模块，控制功率器件工作。2.根据权利要求1所述的一种抑制随机性电源直流分量注入电网的方法，其特征在于，得到三相电压控制指令均值之后，利用PI控制器对三相电压控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：王卫星，郭宝甫，王强，唐保国，翟登辉，徐军，田盈，王小凯，张鹏，岳帅，
申请(专利权)人：许继集团有限公司，国家电网公司，国网山西省电力公司，许昌许继软件技术有限公司，
类型：发明
国别省市：河南;41