基于调制滑动傅立叶变换的多功能并网逆变器谐波选择性补偿方法技术

本发明专利技术揭示了一种基于调制滑动傅立叶变换的多功能并网逆变器谐波选择性补偿方法，包括：S1、借助多功能并网逆变器从电网中采样截取电压信号与电流信号；S2、依据已截取的电压信号计算求得基波参考电流

【技术实现步骤摘要】
基于调制滑动傅立叶变换的多功能并网逆变器谐波选择性补偿方法
本专利技术涉及一种选择性谐波补偿方法，具体而言，涉及一种基于调制滑动傅立叶变换的多功能并网逆变器谐波选择性补偿方法，属于电力能源

技术介绍
近年来，集成了可再生能源、局部负荷、储能的微电网技术作为一种特殊的分布式发电系统得到了越来越多的关注。然而，微电网中含有大量的电力电子装置，再加之局部负荷中也可能含有非线性、不平衡以及无功特性，这都极大地恶化了微电网公共耦合点(pointofcommoncoupling,PCC)处的电能质量。微电网的电能质量直接决定着微电网能否以经济、稳定的状态运行。一方面，电能的按质定价、优质优价将是电力市场发展的趋势，微电网公共耦合点处电能质量的优劣，将直接关系到微电网的售电价格，并影响其经济效益。另一方面，微电网公共耦合点处的电能质量还将直接影响到微电网内并网逆变器的稳定运行，由于并网逆变器一般连接在配电网变压器的低压侧，若微电网中含有较多的非线性负荷，则公共耦合点处的电压可能会存在较大的谐波畸变。这将直接影响到并网逆变器的电压控制环和电流控制环，使其输出电流含有较大的谐波分量。在严重情况下，甚至会导致并网逆变器因失去稳定而跳闸。多功能并网逆变器(multi-functionalgrid-tiedinverters，MFGTIs)的出现有效地缓解了以上两方面的问题，MFGTIS在实现可再生能源并网的同时，还能兼顾对其并网点处电能质量的治理，不仅可以产生有功功率和无功功率，而且具有抑制谐波和不平衡分量的功能。一方面，MFGTIs凭借其一机多职的功能，不仅能提高并网逆变器的性价比，还能避免在微电网中安装额外的电能质量装置。另一方面，MFGTIs只需做适当的软件升级，即可灵活地完成各种优化的电能质量治理方案，实现微电网电能质量的柔性定制。然而，MFGTIs的电能质量治理功能只是其辅助服务，所能投入的补偿容量有限。但是，微电网内含有多台多功能并网逆变器，如果能有效利用这些多功能并网逆变器的剩余容量，改善微电网的电能质量，可以实现微电网内谐波和无功电流的“就地平衡”和“就地补偿”，减少谐波和无功电流在微电网内的传播，这对于微电网电能质量的治理问题是一个新的思路。在上述操作的过程中，以何种方式得到参考电流无疑是各项后续操作的基础和关键所在，而目前较为常见的方式是基于傅里叶变换进行计算，具体而言如下：滑动傅立叶变换(SlidingDiscreteFouriertransform，SDFT)通过滑动迭代的思想，舍弃前一时刻第一个采样点，加上这一时刻新的采样数据，只需要一次复数乘法两次实数加法即可得到运算结果，大大减少了离散傅立叶变换(DiscreteFouriertransform，DFT)的计算量。但是在实际工程中必须使用有限字长来表示谐振器反馈回路上的旋转因子的量化误差将造成SDFT的极点位于z平面单位圆内部或外部，当极点位于单位圆内部时造成该极点无法被系统零点精确抵消，导致SDFT不在BIBO稳定；当极点位于单位圆外部时，虽然此时SDFT是BIBO稳定，但是SDFT在每次迭代运算时都会引入旋转因子的量化误差，从而随着迭代次数的增加而形成累计误差。因此实际工程应用中SDFT变换存在潜在不稳定性和累计误差，只能通过牺牲系统运算精度来保证系统的BIBO稳定。调制滑动傅立叶变换(modulatedSlidingDiscreteFouriertransform，mSDFT)基于DFT的调制特性，即对于选中的DFT序列的第k个索引值通过该特性将之等效的移到k＝0处，然后简单的计算滑动窗口长度为M的运行总和。这一方法避免了谐振器中反馈回路中的旋转因子，防止了累计误差与潜在的不稳定性。综上所述，如何提出一种基于调制滑动傅立叶变换的多功能并网逆变器谐波选择性补偿方法，充分地利用多功能并网逆变器的剩余容量，实现微电网电能质量的长足改善，也就成为了目前本领域内技术人员所亟待解决的问题。
技术实现思路
鉴于现有技术存在上述缺陷，本专利技术的目的是提出一种基于调制滑动傅立叶变换的多功能并网逆变器谐波选择性补偿方法。具体而言，包括如下步骤：S1、借助多功能并网逆变器从电网中采样截取电压信号与电流信号；S2、依据已截取的电压信号计算求得基波参考电流S3、依据已截取的电流信号，利用调制滑动傅立叶变换的方法计算求得谐波参考电流S4、将所述基波参考电流与谐波参考电流相加得出最终参考电流i*，并依据所述最终参考电流i*、使用多功能并网逆变器进行有功和谐波补偿。优选地，S2具体包括如下步骤：S21、将多功能并网逆变器从电网中采样截取的电压信号记为uabc，将电压信号通过克拉克变换到αβ的坐标系下，得到结果S22、计算基波参考电流计算公式为其中，P*表示多功能并网逆变器给定的有功功率的参考值，Q*表示多功能并网逆变器给定的无功功率的参考值；S23、将基波参考电流通过克拉克逆变换到abc三相坐标系下，得到结果优选地，所述克拉克变换公式为所述克拉克变换公式的逆变换形式为，T2s-3s＝(3/2*T3s-2s)T。优选地，S3具体包括如下步骤：S31、定义一个离散时间信号序列x(n)中，其M点的离散傅里叶变换公式为其中，M是离散傅里叶变换点数，变量q是一个虚拟变量，q＝n-M+1,WM＝ej2π/M是复旋转因子,k是DFT变换的频域索引值，n是信号样点的时域索引值；Xn(k)表示给定时刻n时DF变换的第k个频率点值；S32、结合S31中公式得到n时刻下第k个频率点频谱值为S33、根据离散傅里叶变换圆周频域移位特性，X(k)可以通过将输入信号x(n)乘以调制序列时移到索引k＝0处，得到公式S34、根据上式，得到Xn(k)与Xn(0)的相位关系式为结合上式，使用个复数振荡器来实现得到关系式S35、将实际数值代入进行计算，得到结果为a+bi形式的复数，对结果a+bi进行处理，处理公式为最终得到谐波参考电流为优选地，S4包括如下步骤：S41、依据所述基波参考电流与谐波参考电流计算最终参考电流i*，计算公式为优选地，S4还包括如下步骤：S42、依据采用准比例谐振控制器跟踪参考电流，准比例谐振控制器模型的表达式为其中，ω1和ωh是基波和h次谐振的自然角频率，ωc1和ωch是截止频率，Kp和Krh是准比例谐振控制器的比例和谐振积分增益。与现有技术相比，本专利技术的优点主要体现在以下几个方面：本专利技术根据多功能并网逆变器一机多职与算法可升级的特点，提出了一种调制滑动傅立叶变换算法,并将该算法加以利用。通过多个多功能并网逆变器并联的方式实现了对微电网内谐波和基波的“就地平衡”和“就地补偿”，减少了谐波和基波在微电网内的传播，更好地适应了电能质量柔性定制的目标，显著地改善了微电网整体的电能质量。此外，本专利技术也为同领域内的其他相关问题提供了参考，可以以此为依据进行拓展延伸，运用于领域内其他相关补偿方法的技术方案中，具有很强的适用性和广阔的应用前景。总体而言，本专利技术使用效果良好，具有很高的使用及推广价值。以下便结合实施例附图，对本专利技术的具体实施方式作进一步的详述，以使本专利技术技术方案更易于理解、掌握。附图说明图1本专利技术的原理示意图；图2为本专利技术的结构示意图之一；图3为本专利技术的结构示意图之二；本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于调制滑动傅立叶变换的多功能并网逆变器谐波选择性补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、借助多功能并网逆变器从电网中采样截取电压信号与电流信号；S2、依据已截取的电压信号计算求得基波参考电流

【技术特征摘要】
1.一种基于调制滑动傅立叶变换的多功能并网逆变器谐波选择性补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、借助多功能并网逆变器从电网中采样截取电压信号与电流信号；S2、依据已截取的电压信号计算求得基波参考电流S3、依据已截取的电流信号，利用调制滑动傅立叶变换的方法计算求得谐波参考电流S4、将所述基波参考电流与谐波参考电流相加得出最终参考电流i*，并依据所述最终参考电流i*、使用多功能并网逆变器进行有功和谐波补偿。2.根据权利要求1所述的基于调制滑动傅立叶变换的多功能并网逆变器谐波选择性补偿方法，其特征在于，S2具体包括如下步骤：S21、将多功能并网逆变器从电网中采样截取的电压信号记为uabc，将电压信号通过克拉克变换到αβ的坐标系下，得到结果S22、计算基波参考电流计算公式为其中，P*表示多功能并网逆变器给定的有功功率的参考值，Q*表示多功能并网逆变器给定的无功功率的参考值；S23、将基波参考电流通过克拉克逆变换到abc三相坐标系下，得到结果3.根据权利要求2所述的基于调制滑动傅立叶变换的多功能并网逆变器谐波选择性补偿方法，其特征在于：所述克拉克变换公式为所述克拉克变换公式的逆变换形式为，T2s-3s＝(3/2*T3s-2s)T。4.根据权利要求1所述的基于调制滑动傅立叶变换的多功能并网逆变器谐波选择性补偿方法，其特征在于，S3具体包括如下步骤：S31、定义...

【专利技术属性】
技术研发人员：岳东，陈剑波，邵祥，窦春霞，刘钊，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32