【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种基于tta与fft融合算法的逆变器无功补偿与谐波抑制方法、装置和介质，属于逆变器。
技术介绍
1、逆变器作为电力电子设备，其结构复杂且含有大量的非线性电力电子元器件。这些元器件在运行过程中不可避免地会产生输出谐波，对电网造成谐波污染。谐波的存在会降低电能的生产、传输和利用效率，导致电气设备过热、振动、噪声以及绝缘老化，从而缩短设备的使用寿命，甚至引发故障或烧毁。此外，谐波还可能引起电力系统的局部并联谐振或串联谐振，进一步放大谐波含量，造成电容器等设备的损坏。
2、同时，逆变器中存在大量的容性和电感性负载元件，当它们接入电力系统时，会导致无功损耗的产生，进而增大线路电压损失和电能损耗。为了解决这些问题，目前提出了多种谐波抑制与无功补偿技术，其中主要包括瞬时无功算法、tta检测算法和fft算法。
3、瞬时无功算法与tta算法具有较快的动态响应速度和良好的实时性，能够在每个程序执行周期内实时计算谐波和无功电流并进行治理。然而，这两种算法的计算精度相对不高。相比之下，fft算法具有较高的计算精度，但其计算过程需要至少一个电网周期（例如，在50hz下为20ms）的数据，因此在时间上会滞后至少一个电网周期，实时性较差。
4、此外，与传统的电能治理装置采用的双dsp+fpga架构相比，逆变器大多使用单dsp+fpga架构。在这种架构下，现有的算法计算都较为复杂，尤其是瞬时无功算法和tta算法不易于在fpga上实现并行处理。这导致在进行各次谐波计算时，会占据大量的运行资源，使得逆变器本身的功
技术实现思路
1、本专利技术目的是提供了一种基于tta与fft融合算法的逆变器无功补偿与谐波抑制方法、装置和介质，具有tta算法的实时性又具备fft的准确性，利用了fpga并行计算的特点极大减少了运行资源占用，使得其能在逆变器领域应用。
2、本专利技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
3、一种基于tta与fft融合算法的逆变器无功补偿与谐波抑制方法，包括以下步骤：
4、采集逆变器交流侧的电压电流数据，将电流数据进行处理后通传输到fpga中；
5、根据电流数据使用tta谐波检测算法计算出电网端总的谐波电流和无功电流；
6、在fpga中使用fft算法计算出电流中5、7、11、13、17、19、23、25次谐波电流成分，将数据回传给dsp；
7、使用fft得到各次谐波的复数值作为反馈值以0作为给定值分别进行pi运算，并计算出各次谐波的相角相关参数；
8、根据各谐波pi运算出结果，将虚数部分和实数部分平方相加后再开方计算出各次谐波对应次的补偿电流时域信号的幅度值，通过反三角函数计算出对应次的补偿电流时域信号的相位值，利用幅度值和相位值计算出当前执行周期下谐波电流的瞬时值，并做限值处理；
9、将总的谐波电流与无功电流与各次谐波电流瞬时值相加计算得到谐波无功治理指令电流；
10、将谐波无功治理指令电流与逆变器电流环原输入的电流给定值相加得到新的电流给定值，将新的电流给定值输入到电流环，通过电流环输出值控制功率器件电流，进行谐波无功治理。
11、优选的，通过dsp的adc外设获取逆变器交流侧的电压电流数据，通过xintf并口进行dsp和fpga间的数据传输。
12、优选的，使用tta谐波检测算法计算出电网端总的谐波电流和无功电流,具体方式如下：
13、，
14、
15、其中，表示总的谐波电流和无功电流，表示电流频率，表示时间，表示a、b、c三相（a相时，m=0,b相时，m=1,c相时，m=2），、、、、、、、、、、、表示a、b、c三相电流乘以、、、然后分别经过低通滤波器分别得到直流分量数值，、、分别表示电流基波零序分量、正序分量、负序分量的相位，、、分别表示电流基波零序分量、正序分量、负序分量的幅值，、、、、、表示分别表示电流基波正序分量、零序分量、负序分量的数值及相位增加90°的数值。
16、优选的，使用fft算法计算出电流中5、7、11、13、17、19、23、25次谐波电流成分，具体方式如下：
17、获取采集的电压电流数据中负载电流，将负载电流进行基4频域切分 fft，得到离散频域数值；
18、将离散频域数值中5、7、11、13、17、19、23、25次谐波对应的频域数据提取谐波电流成分。
19、优选的，所述基4频域切分 fft具体如下：
20、将负载电流通过n 点傅里叶变换经蝶形变换拆分成 4 组 n /4 点傅里叶变换，且 n /4 点傅里叶变换结果按模 4 取余放置，即为 n 点傅里叶变换的结果，递推上述过程，经5 级蝶形变换得到最终结果；具体公式如下：
21、，
22、其中，表示为离散频域数值，表示离散化的时域数值，表示傅里叶变换点数，表示时域点数，表示频域点数是4的倍，表示旋转因子。
23、优选的，所述pi运算方式如下：
24、分别对5、7、11、13、17、19、23、25谐波进行谐波环pi运算，pi运算的传递函数为：
25、，
26、其中，表示传递函数表示比例系数，表示积分系数表示复参数。
27、设置实部、虚部对应谐波环的给定电流为0，通过pi运算输出的结果为fft算法的谐波治理电流的频域数据。
28、优选的，将新的电流给定值输入到电流环，通过epwm外设将电流环的输出值转换成pwm的占空比信号输出至功率器件。
29、一种基于tta与fft融合算法的逆变器无功补偿与谐波抑制装置，包括处理器和存储有程序指令的存储器，所述处理器被配置为在运行所述程序指令时，执行所述的基于tta与fft融合算法的逆变器无功补偿与谐波抑制方法。
30、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述的基于tta与fft融合算法的逆变器无功补偿与谐波抑制方法。
31、本专利技术的优点在于：本专利技术基于单dsp+fpga架构，利用fpga并行处理的特性使用fft算法进行各次谐波计算，dsp端使用占用运行资源相对较少的tta检测算法只计算出无功电流与总的谐波电流，使用两种算法融合进行谐波抑制与无功补偿。不但既保证了治理效果的实时性和准确性，还大大减少了检测算法对运行资源的占用。
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1.一种基于TTA与FFT融合算法的逆变器无功补偿与谐波抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于TTA与FFT融合算法的逆变器无功补偿与谐波抑制方法，其特征在于，通过DSP的ADC外设获取逆变器交流侧的电压电流数据，通过Xintf并口进行DSP和FPGA间的数据传输。
3.根据权利要求1所述的基于TTA与FFT融合算法的逆变器无功补偿与谐波抑制方法，其特征在于，使用TTA谐波检测算法计算出电网端总的谐波电流和无功电流,具体方式如下：
4.根据权利要求1所述的基于TTA与FFT融合算法的逆变器无功补偿与谐波抑制方法，其特征在于，使用FFT算法计算出电流中5、7、11、13、17、19、23、25次谐波电流成分，具体方式如下：
5.根据权利要求4所述的基于TTA与FFT融合算法的逆变器无功补偿与谐波抑制方法，其特征在于，所述基4频域切分 FFT具体如下：
6.根据权利要求1所述的基于TTA与FFT融合算法的逆变器无功补偿与谐波抑制方法，其特征在于，所述PI运算方式如下：
7.根据权利要求
8.一种基于TTA与FFT融合算法的逆变器无功补偿与谐波抑制装置，包括处理器和存储有程序指令的存储器，其特征在于，所述处理器被配置为在运行所述程序指令时，执行如权利要求1-4任一所述的基于TTA与FFT融合算法的逆变器无功补偿与谐波抑制方法。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述权利要求1-4任一所述的基于TTA与FFT融合算法的逆变器无功补偿与谐波抑制方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于tta与fft融合算法的逆变器无功补偿与谐波抑制方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于tta与fft融合算法的逆变器无功补偿与谐波抑制方法，其特征在于，通过dsp的adc外设获取逆变器交流侧的电压电流数据，通过xintf并口进行dsp和fpga间的数据传输。
3.根据权利要求1所述的基于tta与fft融合算法的逆变器无功补偿与谐波抑制方法，其特征在于，使用tta谐波检测算法计算出电网端总的谐波电流和无功电流,具体方式如下：
4.根据权利要求1所述的基于tta与fft融合算法的逆变器无功补偿与谐波抑制方法，其特征在于，使用fft算法计算出电流中5、7、11、13、17、19、23、25次谐波电流成分，具体方式如下：
5.根据权利要求4所述的基于tta与fft融合算法的逆变器无功补偿与谐波抑制方法，其特征在于，所述基4频...
【专利技术属性】
技术研发人员：甄清华，李清川，王俪璇，张栋，姜玉凯，傅春明，李磊，颜世凯，刘振雷，刘震，郭玥萌，姜汉周，郝逸文，陈学杭，郝志梅，
申请(专利权)人：山东电工电气集团数字科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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