基于fft和對稱分量法的三相不平衡檢測方法及逆變器的制造方法
【專利摘要】本發明涉及基于FFT和對稱分量法的三相不平衡檢測方法及逆變器。發明解決的技術問題是提供一種基于FFT和對稱分量法的三相不平衡檢測方法及逆變器,實現高精度三相不平衡計算。解決該問題的技術方案:1、對電壓信號進行采樣,得到N點長度的采樣數據;2、構造N點長度的窗函數,對N點長度的采樣數據進行加窗FFT運算,通過雙譜線插值運算得到基波幅值和相位;3、利用對稱分量法計算電壓電流零序、正序和負序分量;4、分別利用公式和計算電壓負序不平衡度和電流負序不平衡度。本發明用于電力【技術領域】。
【專利說明】基于FFT和對稱分量法的三相不平衡檢測方法及逆變器
【技術領域】
[0001]本發明涉及信號處理【技術領域】,特別是一種基于FFT和對稱分量法的三相不平衡檢測方法及逆變器,主要適用于電力【技術領域】。
【背景技術】
[0002]隨著能源問題的日益突出,國家能源政策對新能源發展的鼓勵以及分布式電源技術自身的發展使得分布式電源正成為新世紀重要的能源選擇。其中,并網光伏發電以其環保、低噪聲、適用范圍廣等特點而備受青睞。以光伏為代表的分布式電源并網使用了大量的電力電子設備,會給主電網帶來諸如電壓偏差、頻率偏差、電壓閃變、三相不平衡、諧波等一系列電能質量問題。
[0003]逆變器是分布式電源并網的關鍵設備,其研制今年來已成為電力系統并網發電的熱門課題,先后有專利號為200820232294.0的“一種電力逆變器”,專利號為201020545136.8的“逆變器”,申請號為201110060684.0的“光伏并網逆變器”,申請號為201210509111.6的“一種改善電能質量的單相并網裝置”,申請號為201310102185.2的“逆變器模塊化設計結構”等公開或授權,它們或是給出了逆變器的結構設計圖,或是具有諧波補償功能,或是具有逆變器狀態監測和電能質量治理功能,但缺乏對電能質量監測和分析的研究。
【發明內容】
[0004]本發明要解決的技術問題是:針對上述存在的問題提供一種基于FFT和對稱分量法的三相不平衡檢測方法及逆變器,能夠高精度的計算出三相不平衡度,實時監測并網端和用戶端的電能質量,為并網和電能質量治理提供可靠的依據。
[0005]本發明所采用的技術方案是:基于FFT和對稱分量法的三相不平衡檢測方法,其特征在于包括以下步驟:
[0006]S1、A/D轉換器以采樣頻率fs對電壓信號進行采樣,得到N點長度的采樣數據;
[0007]S2、構造N點長度的窗函數,并對N點長度的采樣數據進行加窗FFT運算,然后通過雙譜線插值運算得到基波幅值和相位;
[0008]S3、利用對稱分量法計算電壓電流零序、正序和負序分量;
[0009]S4、分別利用公式
【權利要求】
1.一種基于FFT和對稱分量法的三相不平衡檢測方法,其特征在于包括以下步驟: S1、A/D轉換器以采樣頻率fs對電壓信號進行采樣,得到N點長度的采樣數據; S2、構造N點長度的窗函數,并對N點長度的采樣數據進行加窗FFT運算,然后通過雙譜線插值運算得到基波幅值和相位; S3、利用對稱分量法計算電壓電流零序、正序和負序分量;S4、分別利用公式
2.根據權利要求1所述的基于FFT和對稱分量法的三相不平衡檢測方法,其特征在于:步驟S2中,所述雙譜線插值運算包括以下步驟, S21、對基波和各次諧波在FFT譜線中搜索幅值譜線的最大譜線k2和相鄰次大譜線kl,它們對應的幅值分別為y2和y1 ; S22、定義中間變量
3.根據權利要求1所述的基于FFT和對稱分量法的三相不平衡檢測方法,其特征在于:步驟32中,所加窗函數為Blakeman-harris窗,其時域表達式為
4.一種采用權利要求1-3任意一項所述方法進行三相不平衡檢測的逆變器,其特征在于:它包括太陽能電池組件(I)、啟動和停機監測模塊(2)、電壓電流采樣模塊A (3)、MPPT控制模塊(4)、數字控制單元(5)、逆變轉換器(6)、濾波模塊(7)、斷路器(8)、電壓電流采樣模塊B (9),以及數字信號處理和控制單元(10),其中, 啟動和停機監測模塊(2),用于監測太陽能電池組件(1)啟停狀態,并將太陽能電池組件(I)的啟停狀態輸送至數字控制單元(5); 電壓電流采樣模塊A (3),用于獲取太陽能電池組件(1)輸出的電壓電流信號,并將其輸送至數字控制單元(5); 數字控制單元(5 ),一方面接收啟動和停機監測模塊(2 )輸送的太陽能電池組件(I)啟停狀態,另一方面根據電壓電流采樣模塊A (3 )輸送的電壓電流信號獲取太陽能電池組件(I)的輸出功率,綜合太陽能電池組件(1)的啟停狀態和輸出功率,輸出控制信號至MPPT控制豐旲塊(4); MPPT控制模塊(4),根據數字控制單元(5)發送過來的控制信號,使得太陽能電池組件(I)工作在其最大功率點; 逆變轉換器(6 ),用于將太陽能電池組件(1)輸出的直流電轉換成交流電; 濾波模塊(7),與逆變轉換器(6)輸出端相連,用于將輸出的交流電壓轉換成純凈的工頻正弦波; 斷路器(8),輸入端與濾波模塊(7)輸出端相連,輸出端與三相電力線相連,控制信號輸入端與數字信號處理和控制單元(10)相連,根據控制信號輸入端的控制信號控制其通斷,實現逆變轉換器(6)與三相電力線的通斷; 電壓電流采樣模塊B (9 ),用于對前述工頻正弦波進行采樣,并將其傳輸至數字信號處理和控制單元(10); 數字信號處理和控制單元(10),通過串口與數字控制單元(5)相連,通過I/O 口與斷路器(8)相連,一方面輸出控制信號至逆變轉換器(6)控制其進行逆變,另一方面接收電壓電流采樣模塊B (9)傳輸過來的采樣信號,并對其進行三相不平衡度計算,然后根據計算結果輸出控制信號至斷路器(8)控制其通斷。
5.根據權利要求4所述的逆變器,其特征在于:所述逆變器還包括與數字信號處理和控制單元(10)相連的通信模塊(11)和人機交互模塊(12)。
6.根據權利要求4或5所述的逆變器,其特征在于:所述數字控制單元(5)和數字信號處理和控制單元(10)均采用型號為TMS320LF2407的數字信號處理器。
【文檔編號】G01R29/16GK103926476SQ201410142969
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年4月10日 優先權日:2014年4月10日
【發明者】周良璋, 范有, 周希平, 張向程, 陳宏 , 徐全偉, 嚴海峰, 張曉鋒, 侯培明, 于新強 申請人:寧波恒力達科技有限公司