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(fā)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(fā)明解決的技術(shù)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(xiàn)高精度三相不平衡計算。解決該問題的技術(shù)方案：1、對電壓信號進(jìn)行采樣，得到N點長度的采樣數(shù)據(jù)；2、構(gòu)造N點長度的窗函數(shù)，對N點長度的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)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(fù)序分量；4、分別利用公式和計算電壓負(fù)序不平衡度和電流負(fù)序不平衡度。本發(fā)明用于電力【技術(shù)領(lǐng)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(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及信號處理【技術(shù)領(lǐng)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(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著能源問題的日益突出，國家能源政策對新能源發(fā)展的鼓勵以及分布式電源技術(shù)自身的發(fā)展使得分布式電源正成為新世紀(jì)重要的能源選擇。其中，并網(wǎng)光伏發(fā)電以其環(huán)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(wǎng)使用了大量的電力電子設(shè)備，會給主電網(wǎng)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(zhì)量問題。
[0003]逆變器是分布式電源并網(wǎng)的關(guān)鍵設(shè)備，其研制今年來已成為電力系統(tǒng)并網(wǎng)發(fā)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?zhí)枮?01110060684.0的“光伏并網(wǎng)逆變器”，申請?zhí)枮?01210509111.6的“一種改善電能質(zhì)量的單相并網(wǎng)裝置”，申請?zhí)枮?01310102185.2的“逆變器模塊化設(shè)計結(jié)構(gòu)”等公開或授權(quán)，它們或是給出了逆變器的結(jié)構(gòu)設(shè)計圖，或是具有諧波補償功能，或是具有逆變器狀態(tài)監(jiān)測和電能質(zhì)量治理功能，但缺乏對電能質(zhì)量監(jiān)測和分析的研究。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術(shù)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(jiān)測并網(wǎng)端和用戶端的電能質(zhì)量，為并網(wǎng)和電能質(zhì)量治理提供可靠的依據(jù)。
[0005]本發(fā)明所采用的技術(shù)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(zhuǎn)換器以采樣頻率fs對電壓信號進(jìn)行采樣，得到N點長度的采樣數(shù)據(jù)；
[0007]S2、構(gòu)造N點長度的窗函數(shù)，并對N點長度的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)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(fù)序分量；
[0009]S4、分別利用公式
【權(quán)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(zhuǎn)換器以采樣頻率fs對電壓信號進(jìn)行采樣，得到N點長度的采樣數(shù)據(jù)； S2、構(gòu)造N點長度的窗函數(shù)，并對N點長度的采樣數(shù)據(jù)進(jìn)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(fù)序分量；S4、分別利用公式
2.根據(jù)權(quán)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(yīng)的幅值分別為y2和y1 ; S22、定義中間變量
3.根據(jù)權(quán)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(shù)為Blakeman-harris窗，其時域表達(dá)式為
4.一種采用權(quán)利要求1-3任意一項所述方法進(jìn)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(jiān)測模塊(2)、電壓電流采樣模塊A (3)、MPPT控制模塊(4)、數(shù)字控制單元(5)、逆變轉(zhuǎn)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(shù)字信號處理和控制單元(10)，其中， 啟動和停機監(jiān)測模塊(2)，用于監(jiān)測太陽能電池組件(1)啟停狀態(tài)，并將太陽能電池組件(I)的啟停狀態(tài)輸送至數(shù)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(shù)字控制單元(5); 數(shù)字控制單元(5 )，一方面接收啟動和停機監(jiān)測模塊(2 )輸送的太陽能電池組件(I)啟停狀態(tài)，另一方面根據(jù)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(tài)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(jù)數(shù)字控制單元(5)發(fā)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(zhuǎn)換器(6 )，用于將太陽能電池組件(1)輸出的直流電轉(zhuǎn)換成交流電； 濾波模塊(7)，與逆變轉(zhuǎn)換器(6)輸出端相連，用于將輸出的交流電壓轉(zhuǎn)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(shù)字信號處理和控制單元(10)相連，根據(jù)控制信號輸入端的控制信號控制其通斷，實現(xiàn)逆變轉(zhuǎn)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(jìn)行采樣，并將其傳輸至數(shù)字信號處理和控制單元(10)； 數(shù)字信號處理和控制單元(10)，通過串口與數(shù)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(zhuǎn)換器(6)控制其進(jìn)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(jìn)行三相不平衡度計算，然后根據(jù)計算結(jié)果輸出控制信號至斷路器(8)控制其通斷。
5.根據(jù)權(quán)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(shù)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(jù)權(quán)利要求4或5所述的逆變器，其特征在于:所述數(shù)字控制單元(5)和數(shù)字信號處理和控制單元(10)均采用型號為TMS320LF2407的數(shù)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(yōu)先權(quán)日:2014年4月10日
【發(fā)明者】周良璋, 范有, 周希平, 張向程, 陳宏 , 徐全偉, 嚴(yán)海峰, 張曉鋒, 侯培明, 于新強 申請人:寧波恒力達(dá)科技有限公司