一种多模块并联有源电力滤波器的负载电流采样方法技术

本发明专利技术属于电力应用技术领域，公开了一种多模块并联有源电力滤波器的负载电流采样方法及系统，采用二级采样模式；二级采样模式包括：第一级：为靠近负载端的CT，有且仅有一个；第二级：为每个有源电力滤波器内部控制器电路设置的霍尔电流传感器和相应的采样调理单元。本发明专利技术只将霍尔传感器的源侧串联，不会导致副边侧耦合，故不会引入模块之间的干扰，较好地保证了可靠性。最后详细设计了样机和实验，实验结果验证了所提方法的正确性和有效性。本发明专利技术的多模块并联有源电力滤波器系统，每个模块既可以作为一个独立的个体来补偿非线性负载的谐波，也可以通过总线通讯与其他模块协同补偿。

【技术实现步骤摘要】
一种多模块并联有源电力滤波器的负载电流采样方法
本专利技术属于电力应用
，尤其涉及一种多模块并联有源电力滤波器的负载电流采样方法。
技术介绍
目前，针对大功率谐波负载的补偿，目前可以有多种方案可供选择，如采用混合型有源电力滤波器、多电平或多重化电路、多模块并联技术等。每种方案各有优劣，其中多模块并联技术以其高度的灵活性和可靠性得到越来越多的关注和普及。多模块并联有源电力滤波器系统中，模块之间以及模块与电网之间通过复杂的阻抗网络耦合在一起，从而相互影响。各模块的一致性决定了模块间耦合效应的大小，耦合效应越小，系统补偿效果越好，而负载电流采样决定了每一模块的指令电流生成，因此，良好的负载电流采样方案可以增加系统中每个模块的一致性，从而保证系统的补偿效果。目前，用于模块化的负载电流检测方案主要有两种：一种是各个模块单独使用一套电流传感器，另一种是每个模块共用一个电流传感器。各个模块单独设置电流传感器存在的问题是：一方面增加了成本，另一方面，存在不同模块之间负载电流采样信号不同步的情况。各个模块共用一个电流传感器的方案克服了这些问题，只用一个电流传感器就可以实现所有模块对负载电流信号的实时检测，不会出现模块之间负载电流检测信号不同步的问题。每个模块在检测到负载谐波之后，计算指令电流时，乘以相应的均流系数，就是该模块需要发出的谐波补偿电流。但此方案存在的问题是，采样信号线在所有模块之间耦合，容易引入干扰，模块间负载电流检测不同步；从而影响检测的准确性。通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有多模块并联的采样方法，模块间负载电流检测不同步，副边侧耦合严重，各个模块之间互相干扰，可靠性不高且检测不准确。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术提供了一种多模块并联有源电力滤波器的负载电流采样方法及系统。本专利技术是这样实现的，一种多模块并联有源电力滤波器的负载电流采样方法，采用二级采样模式；所述二级采样模式包括：第一级：为靠近负载端的CT，有且仅有一个；第二级：为每个有源电力滤波器内部控制器电路设置的霍尔电流传感器和相应的采样调理单元。进一步，所述多模块并联有源电力滤波器的负载电流采样方法包括以下步骤：步骤一，将有源电力滤波器内部控制器电路设置的霍尔电流传感器进行一次侧串联；步骤二，利用CT进行所有有源电力滤波器负载电流的采样；步骤三，根据实时得到的相同的负载电流检测信号，进行谐波提取和跟踪补偿；并根据补偿任务分配确定幅值。进一步，步骤一：CT将原边负载大电流信号通过CT变换转化成CT副边0-5A的小电流信号步骤二：CT副边0-5A的小电流信号流入霍尔传感器原边，通过霍尔变换和采样调理电路转换成控制器AD模块所需的0-3.3V小电压信号步骤三，控制器根据由AD模块实时得到的负载电流检测信号，进行谐波提取和跟踪补偿；并根据补偿任务分配确定幅值。本专利技术的另一目的在于提供一种实施所述多模块并联有源电力滤波器的负载电流采样方法的多模块并联有源电力滤波器系统，所述多模块并联有源电力滤波器系统包括：有源电力滤波系统、上层监控系统；有源电力滤波系统，由多个完全相同的有源电力滤波模块并联组成；所述每一个有源电力滤波模块都包括主电路和控制器；所述控制器包括采样单元、DSP主控单元和通讯单元。进一步，上层监控系统：用于监视有源电力滤波器系统每个模块的工作情况，控制每个模块正常投入或故障切除，同时根据模块数量分配均流系数。有源电力滤波系统：用于产生与负载谐波幅值相等，相位相反的谐波，从而补偿负载所含的谐波。主电路：包括直流侧、逆变器和输出滤波器控制器：包括采样调理，谐波提取计算，控制环计算，PWM信号产生。通讯单元：用于各模块与上层监控系统通讯。进一步，所述多模块并联有源电力滤波器系统还包括：为靠近负载端的CT，有且仅有一个。进一步，所述控制器还包括：霍尔电流传感器和相应的采样调理单元。本专利技术另一目的在于提供一种接收用户输入程序存储介质，所存储的计算机程序使电子设备执行多模块并联有源电力滤波器的负载电流采样方法，包括：步骤1，将有源电力滤波器内部控制器电路设置的霍尔电流传感器进行一次侧串联；步骤2，利用CT进行所有有源电力滤波器负载电流的采样；步骤3，根据实时得到的相同的负载电流检测信号，进行谐波提取和跟踪补偿；并根据补偿任务分配确定幅值。本专利技术另一目的在于提供一种执行所述多模块并联有源电力滤波器的负载电流采样方法的控制器。本专利技术另一目的在于提供一种所述多模块并联有源电力滤波器的负载电流采样方法的多模块APF并联电流采样设备。本专利技术多模块并联有源电力滤波器系统，整个系统使用一套电流检测装置和控制器进行谐波电流提取和跟踪，并为各并联模块进行指令电流的分配。各个模块独立运行，接受并联控制单元的协调控制。当有模块故障退出时，控制器可以根据剩余模块容量及时更新指令电流，使得各个模块能依据自身输出能力保证系统的补偿效果最佳化。本专利技术的负载电流采样方法检测得到的信号可以作为模块并联运行的同步信号，保证各个模块锁相和采样精准，则依据实时得到的相同的负载电流检测信号，进行谐波提取和跟踪补偿，能够保证各模块输出的补偿电流相位是一致的，幅值则根据补偿任务分配而定。整个系统的良好运行，不需要设置其它的同步信号。同时，只将霍尔传感器的源侧串联，不会导致副边侧耦合，故不会引入模块之间的干扰，较好地保证了可靠性。最后本专利技术通过设计的样机和实验，实验结果验证了所提方法的正确性和有效性。本专利技术的多模块并联有源电力滤波器系统，每个模块既可以作为一个独立的个体来补偿非线性负载的谐波，也可以通过总线通讯与其他模块协同补偿。结合实验或试验数据和现有技术对比得到的效果和优点：1.节省成本，比每个模块单独使用一个电流传感器的采样方式而言，N个模块可节省N-1个电流CT传感器。2.保证了采样信号的一致性。如果采用各个模块单独使用电流传感器的采样方式，难免出现误差或延时，造成指令电流不一致，影响补偿精度。采样信号为电信号，在线路传输中的延时基本可以忽略不计，所以采用同一电流传感器作为一级采样器件的方式很好的保证了采样信号的一致性。3.避免了只有一级釆样而存在的单点故障问题，因为采样线在二级釆样霍尔传感器原边间串联，即使单个模块出现故障退出补偿，采样信号依然可正常发送到其它运行的模块中，不会造成整个采样系统崩溃。附图说明图1是本专利技术实施例提供的多模块并联有源电力滤波器的负载电流采样方法原理图。图2是本专利技术实施例提供的多模块并联有源电力滤波器的负载电流采样方法流程图。图3是本专利技术实施例提供的多模块并联有源电力滤波器的负载电流采样系统示意图。图4是本专利技术实施例提供的三模块50kVA三相四线制APF并联系统调试图。图5是本专利技术实施例提供的三模块APF并联运行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多模块并联有源电力滤波器的负载电流采样方法，其特征在于，所述多模块并联有源电力滤波器的负载电流采样方法包括：/n步骤一，将有源电力滤波器内部控制器电路设置的霍尔电流传感器进行一次侧串联；/n步骤二，利用CT进行所有有源电力滤波器负载电流的采样；/n步骤三，根据实时得到的相同的负载电流检测信号，进行谐波提取和跟踪补偿；并根据补偿任务分配确定幅值。/n

【技术特征摘要】
1.一种多模块并联有源电力滤波器的负载电流采样方法，其特征在于，所述多模块并联有源电力滤波器的负载电流采样方法包括：
步骤一，将有源电力滤波器内部控制器电路设置的霍尔电流传感器进行一次侧串联；
步骤二，利用CT进行所有有源电力滤波器负载电流的采样；
步骤三，根据实时得到的相同的负载电流检测信号，进行谐波提取和跟踪补偿；并根据补偿任务分配确定幅值。


2.如权利要求1负载电流采样方法，其特征在于，所述的步骤一：CT将原边负载大电流信号通过CT变换转化成CT副边0-5A的小电流信号；
步骤二：CT副边0-5A的小电流信号流入霍尔传感器原边，通过霍尔变换和采样调理电路转换成控制器AD模块所需的0-3.3V小电压信号；
步骤三，控制器根据由AD模块实时得到的负载电流检测信号，进行谐波提取和跟踪补偿；并根据补偿任务分配确定幅值。


3.一种实施权利要求1所述多模块并联有源电力滤波器的负载电流采样方法的多模块并联有源电力滤波器系统，其特征在于，所述多模块并联有源电力滤波器系统包括：
有源电力滤波系统、上层监控系统；
有源电力滤波系统，由多个完全相同的有源电力滤波模块并联组成；
所述每一个有源电力滤波模块都包括主电路和控制器；
所述控制器包括采样单元、DSP主控单元和通讯单元。


4.如权利要求3负载电流采样方法的多模块并联有源电力滤波器系统，其特征在于，所述上层监控系统：用于监视有源电力滤波器系统每个...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈冬冬，肖龙，颜文煅，李岩，郭隐彪，钟明灯，李智敏，程蔚，朱同波，
申请(专利权)人：闽南理工学院，
类型：发明
国别省市：福建;35