一种并网变换器及其工作方法技术

本发明专利技术公开一种并网变换器及其工作方法，包括：可控桥式变换电路、过零检测锁相电路、正弦指令产生电路和控制脉冲生成电路；过零检测锁相电路对接入电源的电压进行过零检测和锁相环锁相，得到电流信号；正弦指令产生电路根据电流信号与接入电源的电流信号，得到标准正弦控制指令；控制脉冲生成电路对标准正弦控制指令经比例积分调节后，根据载波信号得到控制脉冲信号，以控制可控桥式变换电路中开关管的动作。在控制环节对接入电源的电压信号进行过零检测和锁相环锁相，经与标准函数和载波信号的比较后，得到控制脉冲信号，以控制可控桥式变换电路中开关管的动作，避免电源侧电压波动或畸变带来影响。或畸变带来影响。或畸变带来影响。

【技术实现步骤摘要】
一种并网变换器及其工作方法


[0001]本专利技术涉及电能质量
，特别是涉及一种并网变换器及其工作方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]以新能源为主体的新型电力系统有大量新能源接入时，如不经有效治理将出现谐波污染、电压波动等电能质量问题。不论是分布式光伏还是电动汽车与电网互动技术(Vehicle
‑
to
‑
Grid，V2G)都会需经电力电子变换器(常用SPWM或SVPWM等控制策略)完成交直转换才能接入电网，特别像风能、潮汐能等间歇性新能源具有较大的波动性，经过变换器进行电能变换时，如不加以抑制，其产生的电压畸变和电流谐波等电能质量问题，将直接影响用户使用。

技术实现思路

[0004]为了解决上述问题，本专利技术提出了一种并网变换器及其工作方法，在控制环节对接入电源的电压信号进行过零检测和锁相环锁相，经与标准函数和载波信号的比较后，得到控制脉冲信号，以控制可控桥式变换电路中开关管的动作，避免电源侧电压波动或畸变带来影响。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0006]第一方面，本专利技术提供一种并网变换器，包括：可控桥式变换电路、过零检测锁相电路、正弦指令产生电路和控制脉冲生成电路；
[0007]所述过零检测锁相电路用于对接入电源的电压信号进行过零检测和锁相环锁相，得到与接入电源频率相位一致的电流信号；
[0008]所述正弦指令产生电路用于根据过零检测锁相电路得到的电流信号与接入电源的电流信号，得到标准正弦控制指令；
[0009]所述控制脉冲生成电路用于对标准正弦控制指令经比例积分调节后，根据预设载波信号得到控制脉冲信号，以根据控制脉冲信号控制可控桥式变换电路中开关管的动作。
[0010]作为可选择的实施方式，所述过零检测锁相电路包括过零检测电路和锁相电路，所述过零检测电路根据接入电源的电压信号得到与接入电源的电压信号同频率的电压过零点信号，所述锁相电路根据电压过零点信号得到与接入电源频率相位一致的电流信号。
[0011]作为可选择的实施方式，所述锁相电路包括鉴相器锁相倍频电路，所述鉴相器锁相倍频电路包括鉴相器和计数器，接收电压过零点信号后，将鉴相器的压控振荡器输出端经计数器同倍的分频后，再与原电压信号比较，得到与接入电源频率相位一致的电流信号。
[0012]作为可选择的实施方式，所述锁相电路还包括低通滤波电路、电压放大电路和函数发生电路，以分别对电流信号进行过滤、放大和稳定。
[0013]作为可选择的实施方式，在所述正弦指令产生电路中，输出电压指令和实际输出
电压的差值经比例积分调节后与过零检测锁相电路得的电流信号相乘，再将相乘的结果与接入电源的电流信号相减，得到标准正弦控制指令。
[0014]作为可选择的实施方式，在所述正弦指令产生电路中，所需的信号幅值大小与接入电源的电压信号波形幅值无关。
[0015]作为可选择的实施方式，在所述控制脉冲生成电路中，预设载波信号为两个相位相差180
°
的三角载波信号，对标准正弦控制指令经比例积分调节后，与两个三角载波信号进行比较，得到PWM脉冲信号，对PWM脉冲信号进行移相变换，作用于可控桥式变换电路。
[0016]作为可选择的实施方式，所述可控桥式变换电路根据接入电源的不同，分为单相桥式或三相桥式。
[0017]作为可选择的实施方式，所述可控桥式变换电路通过电感与接入电源交流侧连接，在直流输出侧并联电容；所述过零检测锁相电路和所述正弦指令产生电路与接入电源侧连接，用于获取接入电源的电压和电流。
[0018]第二方面，本专利技术提供一种并网变换器的工作方法，包括：
[0019]对接入电源的电压信号进行过零检测和锁相环锁相，得到与接入电源频率相位一致的电流信号；
[0020]根据得到的电流信号与接入电源的电流信号，得到标准正弦控制指令；
[0021]对标准正弦控制指令经比例积分调节后，根据预设载波信号得到控制脉冲信号；
[0022]根据控制脉冲信号控制可控桥式变换电路中开关管的动作。
[0023]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0024]本专利技术提供了一种提升电能质量的并网变换器及其使用方法，通过在控制环节对接入电源的电压信号进行过零检测和锁相环锁相，经标准函数和载波信号比较后，得到控制脉冲信号，以控制可控桥式变换电路中开关管的动作，避免电源侧电压波动或畸变带来影响。
[0025]本专利技术提供的一种提升电能质量的并网变换器及其使用方法，适用于风能、潮汐能等波动性较大的新能源接入供电的场合，当接入电源为波动性较大的新能源时，可有效降低波动性新能源侧的电压畸变或幅值波动的影响，减轻对变换器器件的影响，通过变换器变换后供给用户能抑制波动和畸变，减轻畸变对用户用电设备带来的影响，提升电网供电电能质量。
[0026]本专利技术提供的提升电能质量的并网变换器及其使用方法，在接入同一电力系统的多个用户中，可降低用户间的相互干扰，提升电网供电电能质量。
[0027]接入电源电压无论有无波动或畸变，与常规的控制方法相比，本专利技术提供的提升电能质量的并网变换器及其使用方法，在设备初始阶段，电压达到稳定的时间变短，即设备响应时间有较大提高。
[0028]本专利技术附加方面的优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
附图说明
[0029]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。
[0030]图1为本专利技术实施例1提供的并网变换器整体结构示意图；
[0031]图2为本专利技术实施例1提供的过零检测锁相电路图；
[0032]图3为本专利技术实施例1提供的接入电压畸变时电流畸变比较图；
[0033]图4(a)
‑
4(b)为本专利技术实施例1提供的接入电压波动时输出电压响应与波动比较图；
[0034]其中，1、可控桥式变换电路，2、过零检测锁相电路，3、正弦指令产生电路，4、控制脉冲生成电路，5、过零检测电路，6、鉴相器锁相倍频电路，7、低通滤波电路，8、电压放大电路，9、函数发生电路。
具体实施方式：
[0035]下面结合附图与实施例对本专利技术做进一步说明。
[0036]应该指出，以下详细说明都是示例性的，旨在对本专利技术提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本专利技术所属
的普通技术人员通常理解的相同含义。
[0037]需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，术语“包括”和“具有”以及本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种并网变换器，其特征在于，包括：可控桥式变换电路、过零检测锁相电路、正弦指令产生电路和控制脉冲生成电路；所述过零检测锁相电路用于对接入电源的电压信号进行过零检测和锁相环锁相，得到与接入电源频率相位一致的电流信号；所述正弦指令产生电路用于根据过零检测锁相电路得到的电流信号与接入电源的电流信号，得到标准正弦控制指令；所述控制脉冲生成电路用于对标准正弦控制指令经比例积分调节后，根据预设载波信号得到控制脉冲信号，以根据控制脉冲信号控制可控桥式变换电路中开关管的动作。2.如权利要求1所述的一种并网变换器，其特征在于，所述过零检测锁相电路包括过零检测电路和锁相电路，所述过零检测电路根据接入电源的电压信号得到与接入电源的电压信号同频率的电压过零点信号，所述锁相电路根据电压过零点信号得到与接入电源频率相位一致的电流信号。3.如权利要求2所述的一种并网变换器，其特征在于，所述锁相电路包括鉴相器锁相倍频电路，所述鉴相器锁相倍频电路包括鉴相器和计数器，接收电压过零点信号后，将鉴相器的压控振荡器输出端经计数器同倍的分频后，再与原电压信号比较，得到与接入电源频率相位一致的电流信号。4.如权利要求2所述的一种并网变换器，其特征在于，所述锁相电路还包括低通滤波电路、电压放大电路和函数发生电路，以分别对电流信号进行过滤、放大和稳定。5.如权利要求1所述的一种并网变换器，其特征在于，在所述正弦指令产生电路中，输出电压指令...

【专利技术属性】
技术研发人员：李付存，张岩，汪洲，于丹文，王华佳，李广磊，张青青，张高峰，王清，杨剑，杨冬，王昕，李军，高嵩，
申请(专利权)人：国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：