一種電能質(zhì)量設(shè)備及其控制裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電能質(zhì)量設(shè)備及其控制裝置，該控制裝置包括：采樣分析計算模塊，對電源網(wǎng)絡(luò)進行采樣獲得采樣信息，并對所述采樣信息進行分析計算以輸出指令信息；N個指令跟蹤控制模塊，分別接收所述指令信息并對所述指令信息進行跟蹤，以輸出N個PWM控制信號從而控制所述電能質(zhì)量設(shè)備，其中所述采樣分析計算模塊與N個所述指令跟蹤控制模塊基于一同步信號而運行，所述N個PWM控制信號之間存在預(yù)設(shè)相位差，其中N為≧2的正整數(shù)。使用本發(fā)明的控制裝置可以大大降低對處理單元性能的要求，并且可降低成本。
【專利說明】一種電能質(zhì)量設(shè)備及其控制裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電能質(zhì)量設(shè)備及其控制裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]當(dāng)今各種功率器件的廣泛應(yīng)用，在技術(shù)和經(jīng)濟上帶來了一系列方便和效益的同時，使得電網(wǎng)中的污染日益嚴(yán)重，最突出的兩個問題是諧波污染問題和無功污染問題。另一方面，現(xiàn)代電子設(shè)備對電網(wǎng)電能質(zhì)量的要求也越來越高，而電網(wǎng)污染的日益加重又將損壞這些敏感的電子設(shè)備，從而導(dǎo)致現(xiàn)代電子設(shè)備的壽命變得越來越短。
[0003]因而，消除諧波污染和無功污染成為電力電子技術(shù)中的重要研究課題。為了減少甚至消除諧波和無功對電網(wǎng)的污染，各國相繼提出了“綠色電網(wǎng)”的概念，能夠進行諧波治理和無功補償?shù)母鞣N電能質(zhì)量設(shè)備應(yīng)運而生?，F(xiàn)在，各種電能質(zhì)量設(shè)備得到了前所未有的發(fā)展，并且在樓宇、鐵路、冶金、軋鋼、機械制造等諧波高污染行業(yè)得到了廣泛地應(yīng)用。并且，隨著大功率開關(guān)技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)的無源補償裝置(例如無源裝置電容補償柜等)正逐漸被有源電能質(zhì)量設(shè)備(例如有源電力濾波器、靜止無功發(fā)生器等)所取代，有源電能質(zhì)量設(shè)備已成為發(fā)展的主流。
[0004]例如，有源電能質(zhì)量設(shè)備的一種典型結(jié)構(gòu)可為:控制裝置對電源網(wǎng)絡(luò)的電網(wǎng)或負載信息進行采樣，得到含有負載的諧波和/或無功分量的指令信息，以控制電能質(zhì)量設(shè)備的功率開關(guān)器件，并將功率開關(guān)器件生成的信號反饋到電網(wǎng)。
[0005]目前有源電能質(zhì)量設(shè)備的控制裝置主要為基于單核的控制裝置。如圖1所示，基于單核的控制裝置由單個處理單元控制電能質(zhì)量設(shè)備的功率開關(guān)器件。其特點是:所有電能質(zhì)量檢測與分析功能和指令跟蹤控制器等都由一個處理單元實現(xiàn)，集成度高。其缺點是:I)由于計算量過大，對處理單元的性能要求較高，運算速度要快；2)功率開關(guān)器件的制造成本也較高。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)中的上述缺陷，本發(fā)明提供了一種電能質(zhì)量設(shè)備及其控制裝置。
[0007]在本發(fā)明的一個方案中，一種電能質(zhì)量設(shè)備的控制裝置包括:采樣分析計算模塊，對電源網(wǎng)絡(luò)進行采樣獲得采樣信息，并對所述采樣信息進行分析計算以輸出指令信息；N個指令跟蹤控制模塊，分別接收所述指令信息并對所述指令信息進行跟蹤，以輸出N個PWM控制信號從而控制所述電能質(zhì)量設(shè)備；其中所述采樣分析計算模塊與N個所述指令跟蹤控制模塊基于一同步信號而運行，所述N個PWM控制信號之間存在預(yù)設(shè)相位差，其中N為3 2的正整數(shù)。
[0008]在本發(fā)明的另一個方案中，一種電能質(zhì)量設(shè)備包括:上述控制裝置，輸出相互之間存在預(yù)設(shè)相位差的所述N個PWM控制信號；N個功率補償模塊，所述N個功率補償模塊并聯(lián)連接且分別一一對應(yīng)接收所述N個PWM控制信號并產(chǎn)生補償電能反饋到所述電源網(wǎng)絡(luò)。
[0009]使用本發(fā)明的控制裝置，在滿足同等性能指標(biāo)的前提下，降低了單個處理單元的負擔(dān)，可以大大降低對處理單元性能的要求。此外，本發(fā)明還可降低控制裝置的成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是現(xiàn)有技術(shù)中的單核控制裝置的示意圖；
[0011]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的電能質(zhì)量設(shè)備的控制裝置的示意圖；
[0012]圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的電能質(zhì)量設(shè)備的控制裝置的另一示意圖；
[0013]圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的電能質(zhì)量設(shè)備的控制裝置的再一示意圖；
[0014]圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的包括移相延時單元和指令跟蹤控制單元的控制裝置的不意圖；
[0015]圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的包括移相延時單元和指令跟蹤控制單元的控制裝置的另一不意圖；
[0016]圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的延時電路的示例圖；
[0017]圖8是根據(jù)本發(fā)明實施例的包括存儲控制單元和指令跟蹤控制單元的控制裝置的又一不意圖；
[0018]圖9例舉了根據(jù)本發(fā)明的實施例產(chǎn)生存在預(yù)設(shè)相位差的PWM控制信號的原理圖；
[0019]圖10例舉了根據(jù)本發(fā)明的實施例產(chǎn)生存在預(yù)設(shè)相位差的PWM控制信號的另一原理圖；
[0020]圖11是根據(jù)本發(fā)明第二方面披露的一電能質(zhì)量設(shè)備的示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖詳細描述本發(fā)明的具體實施例。應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實施例只用于舉例說明，并不用于限制本發(fā)明。
[0022]本發(fā)明的第一方面公開了一種電能質(zhì)量設(shè)備的控制裝置，以下內(nèi)容用以幫助理解該第一方面披露的電能質(zhì)量設(shè)備的控制裝置。
[0023]如圖2所示的一控制裝置的具體實施例，電能質(zhì)量設(shè)備可采用該控制裝置。該控制裝置包括一個采樣分析計算模塊和N個指令跟蹤控制模塊(第一?第N指令跟蹤控制模塊)，其中N為3 2的正整數(shù)。其中，采樣分析計算模塊可對電源網(wǎng)絡(luò)進行信號采樣來獲得采樣信息，并對采樣信息進行電能質(zhì)量相關(guān)控制參數(shù)的分析與計算以得到含有負載的諧波和/或無功分量(即電網(wǎng)中所含有的污染成分)的指令信息。第一?第N指令跟蹤控制模塊分別接收指令信息，并且對指令信息進行跟蹤以跟蹤電網(wǎng)負載的變化，從而輸出N個PWM控制信號控制電能質(zhì)量設(shè)備。
[0024]如圖2所示，在本發(fā)明中，采樣分析計算模塊和第一?第N指令跟蹤控制模塊基于一同步信號而運行，該同步信號在這些模塊之間相互傳遞，以使這些模塊之間保持同步，從而第一?第N指令跟蹤控制模塊輸出的PWM控制信號之間同頻率但不同相位，但相位差保持不變。
[0025]在該控制裝置中，可讓第一?第N指令跟蹤控制模塊之間進行交錯并聯(lián)控制(Interleave Control),交錯并聯(lián)控制可使第一?第N指令跟蹤控制模塊發(fā)出的PWM控制信號的相位差同頻率但不同相位。例如，相鄰兩指令跟蹤控制模塊之間的相位差可為360° /N。此種交錯并聯(lián)控制的方式有利于減小控制裝置所控制的對象產(chǎn)生的紋波含量。而本發(fā)明第一方面所披露的電能質(zhì)量設(shè)備的控制裝置不限于此。
[0026]在該控制裝置中，采樣分析計算模塊對電源網(wǎng)絡(luò)所采樣的信息可以是電網(wǎng)或負載的電流和/或電壓信息。
[0027]在此控制裝置中，采樣分析計算模塊及第一?第N指令跟蹤控制模塊的之間的同步可采用多種方式實現(xiàn)。例如，第一種方式如圖2所示，由采樣分析計算模塊產(chǎn)生同步信號，并發(fā)送給第一?第N指令跟蹤控制模塊，來實現(xiàn)采樣分析計算模塊和第一?第N指令跟蹤控制模塊之間的同步?；蛘?，第二種方式，可由第一?第N指令跟蹤控制模塊的任意一個模塊產(chǎn)生同步信號并發(fā)送給采樣分析計算模塊及其他指令跟蹤控制模塊，例如，參見圖3，可由第一指令跟蹤控制模塊產(chǎn)生同步信號并發(fā)送給采樣分析計算模塊及第二?第N指令跟蹤控制模塊?；蛘?，第三種方式，參見圖4，也可由單獨的信號發(fā)生單元產(chǎn)生同步信號并發(fā)送給采樣分析計算模塊及第一?第N指令跟蹤控制模塊，信號發(fā)生單元可位于控制裝置之內(nèi)而作為控制裝置的一個組成部件，也可位于控制裝置之外而作為控制裝置的配套部件。其他方式在此不再多作一一例舉。
[0028]以下對電能質(zhì)量的控制裝置的第一類實施例進行說明。請參見圖5，每個指令跟蹤控制模塊均可包括移相延時單元和指令跟蹤控制單元，移相延時單元接收同步信號，對同步信號進行預(yù)設(shè)相位差的延時后輸出至指令跟蹤控制單元。其中，經(jīng)由N個移向延時單元延時后的同步信號之間的相位差可為360 co/N。接著，指令跟蹤控制單元根據(jù)接收的同步信號對指令信息進行跟蹤以輸出PWM控制信號。
[0029]或者，如圖6所示，也可為指令跟蹤控制單元接收同步信號和指令信息，將一控制信號輸出至移向延時單元，移相延時單元將該控制信號延時后輸出存在預(yù)設(shè)相位差的PWM控制信號。
[0030]其中，可省略N個移相延時單元中的某一個移相延時單元，而由剩下的N-1個移相延時單元完成對N個PWM控制信號的延時。此種情況可等效于省略了移相延時單元的指令跟蹤控制模塊輸出的PWM控制信號相位延時為0，而成為其他指令跟蹤模塊輸出的PWM控制信號的相位延時的計算基準(zhǔn)。該方式對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言可以實施，這里不再贅述。
[0031]在本發(fā)明中，指令跟蹤控制模塊和采樣分析計算模塊可為相互之間獨立的芯片，并且N個指令跟蹤控制模塊也可為相互之間獨立的芯片。指令跟蹤模塊在每一個PWM控制信號的周期至少接收一次同步信號，以增強多個指令跟蹤控制模塊輸出的PWM控制信號之間相位差的穩(wěn)定度。
[0032]以上內(nèi)容涉及的移相延時單元可為硬件延時電路。該N個或N-1個硬件延時電路的具體結(jié)構(gòu)可以相同，也可以不同。以圖5所示移相延時單元所處的位置為例，該硬件延時電路具體可采用RC移相延時電路，如圖7所示。該RC移相延時電路中還包括一信號調(diào)理電路(如比較器等)，以使經(jīng)過RC延時之后的同步信號得以復(fù)原。為增強移相延時單元的一致性，N個或N-1個硬件延時電路可選擇相同的電路結(jié)構(gòu)，不同的元件參數(shù)以實現(xiàn)對同步信號不同相位的延時。在第一類實施例的其他實施例中，硬件延時電路具體可采用D觸發(fā)器。仍以圖5所示的移相延時單元所處的位置為例,N個移相延時單元包括的數(shù)目相異，同一個移相延時單元中多個D觸發(fā)器相互串聯(lián)。因此移相延時單元的D觸發(fā)器數(shù)目不同會達到不同相位的延時。采用此種設(shè)計的移相延時電路也可實現(xiàn)對同步信號不同相位的延時。當(dāng)然，在第一類實施例的另外其他的實施例中，移相延時電路也采用其他的硬件電路，例如RC觸發(fā)器與D觸發(fā)的組合，在此不再贅述。
[0033]在電能質(zhì)量設(shè)備的控制裝置的第二類實施例中，指令跟蹤控制模塊與以上所介紹第一類實施例中移相延時單元不同，其不采用硬件方式實現(xiàn)延時，而是采用軟件延時方式實現(xiàn)N個指令跟蹤模塊輸出的PWM控制信號之間的預(yù)設(shè)相位差。具體地，如圖8所示，每個指令跟蹤控制模塊均可包括存儲控制單元和指令跟蹤控制單元，每個存儲控制單元存儲有對應(yīng)的PWM控制信號的預(yù)設(shè)相位，存儲控制單元基于同步信號，控制指令跟蹤控制單元輸出與存儲控制單元存儲的預(yù)設(shè)相位一致的PWM控制信號。
[0034]以一個采樣分析計算模塊和兩個指令跟蹤控制模塊為例，圖9、圖10例舉了控制裝置的第二類實施例。圖9例舉了由采樣分析計算模塊發(fā)出同步信號的產(chǎn)生預(yù)設(shè)相位差PWM控制信號的原理圖。圖10例舉了由指令跟蹤控制模塊發(fā)出同步信號產(chǎn)生預(yù)設(shè)相位差PWM控制信號的原理圖。
[0035]如圖9或圖10所示，其所示三角波形為PWM載波，PWM載波是產(chǎn)生PWM控制信號的基礎(chǔ)波形，且PWM控制信號的周期與PWM載波是相同的，即P麗控制信號與PWM載波是同頻率的。這些特點為本領(lǐng)域人員所熟知的，在此不多費筆墨進行說明。如圖9或圖10所示，指令跟蹤模塊在每一個PWM控制信號的周期至少接收一次同步信號，以增強多個指令跟蹤控制模塊輸出的PWM控制信號之間相位差的穩(wěn)定度。在第三類實施例的其他實施例中，該同步信號可在一 PWM載波信號的一個周期或整數(shù)倍周期的任意時刻發(fā)出，例如在PWM載波信號的一個周期或整數(shù)倍周期的開始時刻發(fā)出(如圖9和圖10所示)，而不限于此。
[0036]如圖9所示，采樣分析計算模塊在每個PWM載波周期的谷點發(fā)出同步信號，并觸發(fā)中斷，隨后進入中斷服務(wù)程序。在中斷服務(wù)程序中，首先獲取電源網(wǎng)絡(luò)的采樣值，然后進行分析與計算，最后將解析出來的指示抑制和/或補償電能的指令信息發(fā)送出去。
[0037]第一指令跟蹤控制模塊收到由采樣分析計算模塊發(fā)送的同步信號時，會自動將其PWM載波的幅值和相位更新為周期谷值(0)，從而觸發(fā)中斷，進入中斷服務(wù)程序。在中斷服務(wù)程序中，首先接收由采樣分析計算模塊上一個開關(guān)周期所發(fā)送的指令信息，然后進行指令跟蹤控制。
[0038]第二指令跟蹤控制模塊收到由采樣分析計算模塊發(fā)送的同步信號時，會自動將其PWM載波的幅值和相位更新為周期峰值(P)，從而于周期谷點觸發(fā)中斷，隨后進入中斷服務(wù)程序。第二指令跟蹤控制模塊的中斷服務(wù)程序與第一指令跟蹤控制單元基本相同。
[0039]從圖9可以看出，由于第二指令跟蹤控制模塊的PWM載波的幅值和相位更新為周期峰值，并于周期谷點觸發(fā)中斷，從而比第一指令跟蹤控制模塊延遲了半個周期，即其基于此PWM載波調(diào)制出來的PWM控制信號與第一指令跟蹤控制模塊基于的PWM載波調(diào)制出的PWM控制信號正好相差180°，從而實現(xiàn)了二者的交錯并聯(lián)控制。若在圖9所示的實施例中增加一個指令跟蹤控制模塊，此時該控制裝置包括一個采樣分析計算模塊和三個指令跟蹤控制模塊時，第一指令跟蹤控制模塊可將其PWM載波幅值和相位更新為0，第二指令跟蹤控制模塊可將其PWM載波幅值更新為2P/3，相位處于上升沿的方向，第三指令跟蹤控制模塊可將其PWM載波幅值更新為2P/3，相位處于峰值下降沿的方向?；诖巳NPWM載波調(diào)制出的PWM控制信號的彼此之間相位相差120°。以此類推，N個PWM載波信號之間的預(yù)設(shè)相位差均為360° /N，實現(xiàn)了 N個指令跟蹤控制模塊的交錯并聯(lián)控制。
[0040]如圖10所示，第一指令跟蹤控制模塊在每個PWM載波周期的谷點發(fā)出同步信號，并觸發(fā)中斷，隨后進入中斷服務(wù)程序。在中斷服務(wù)程序中，首先接收由采樣分析計算模塊上一個開關(guān)周期所發(fā)送的指令，然后進行指令跟蹤控制。
[0041]采樣分析計算模塊收到由第一指令跟蹤控制模塊發(fā)送的同步信號時，會自動將其PWM載波幅值和相位對應(yīng)于周期峰值(P)，進入中斷服務(wù)程序。在中斷服務(wù)程序中，首先獲取電源網(wǎng)絡(luò)的采樣值，然后進行分析與計算，最后將解析出來的指示抑制和/或補償電能的指令發(fā)送出去。
[0042]第二指令跟蹤控制模塊收到由第一指令跟蹤控制單元的PWM脈沖同步信號時，也會自動將其PWM載波幅值和相位更新為對應(yīng)于周期峰值(P)，并于周期谷點觸發(fā)中斷，隨后進入中斷服務(wù)程序。第二指令跟蹤控制模塊的中斷服務(wù)程序與第一指令跟蹤控制單元的完
全一樣。
[0043]從圖10可以看出，由于第二指令跟蹤控制模塊的PWM載波幅值和相位被更新為對應(yīng)于周期峰值，并于周期谷點觸發(fā)中斷，從而比第一指令跟蹤控制模塊延遲了半個周期，使得調(diào)制出來的PWM控制信號的波形與第一指令跟蹤控制模炔基于其PWM載波調(diào)制出的PWM控制信號正好相差360° /2，從而實現(xiàn)了二者的交錯并聯(lián)控制。與圖9類似的，N個PWM載波信號之間的預(yù)設(shè)相位差均為360° /N，實現(xiàn)了 N個指令跟蹤控制模塊的交錯并聯(lián)控制。
[0044]本發(fā)明第一方面披露的電能質(zhì)量設(shè)備的控制裝置的采樣分析計算模塊和指令跟蹤控制單元可由DSP、單片機、CPU、ARM等微處理器、大規(guī)模集成電路(FPGA/CPLD/…)、模擬或數(shù)字電路來實現(xiàn)。在該控制裝置中，由采樣分析計算模塊或N個指令跟蹤控制模塊中的任意一個模塊發(fā)出PWM載波頻率的同步信號，統(tǒng)一節(jié)拍，保證所有處理單元的同步運行，利于提高系統(tǒng)的實時性和可靠性。
[0045]本發(fā)明第一方面提供的控制裝置相對于傳統(tǒng)的控制裝置而言，降低了單個處理單元的負擔(dān)，對處理單元性能的 要求有所降低。在滿足同等性能指標(biāo)的前提下(如:開關(guān)頻率30kHz，且同時補償12次以上諧波等)，由性能較低的多個處理單元代替?zhèn)鹘y(tǒng)技術(shù)中的單個處理單元組成的系統(tǒng)來實現(xiàn)，利于降低控制裝置的成本。其中，每個處理單元按不同的角色進行分工，分別完成系統(tǒng)的一部分功能，從而起到化整為零的效果，可以大大降低對處理單元性能的要求。
[0046]本發(fā)明的第二方面公開了一種電能質(zhì)量設(shè)備，以下內(nèi)容用以幫助理解該第二方面披露的電能質(zhì)量設(shè)備。
[0047]以圖11為例，本發(fā)明第二方面公開的電能質(zhì)量設(shè)備200可包括控制裝置201和與之相連的功率裝置202。功率裝置202包括彼此并聯(lián)的第一功率補償模塊~第N功率補償模塊，功率補償模塊的數(shù)目與控制裝置201中的指令跟蹤控制單元的數(shù)目相等?？刂蒲b置的N個指令跟蹤控制單元分別接收采樣分析計算模塊的指令信息，為防止諧波流入電網(wǎng)并對電網(wǎng)造成污染，對指令信息進行跟蹤，對應(yīng)地輸出N個PWM控制信號。該N個PWM控制信號一一對應(yīng)控制第一功率補償模塊~第N功率補償模塊。N個指令跟蹤控制模塊輸出的PWM脈沖信號在相位上互差360° /N，從而實現(xiàn)對N套獨立功率補償模塊的交錯并聯(lián)控制。N個指令跟蹤控制模塊分別控制N路獨立的功率補償模塊，由N路功率補償模塊并聯(lián)以輸出大功率電流。從而，N路功率補償模塊相應(yīng)地采用多個小電感和/或電容(常規(guī)器件)等元件來代替構(gòu)成單個功率反饋器件所使用的大電感和/或電容等元件，可降低成本，利于散熱。在圖11所例舉的電能質(zhì)量設(shè)備200對電源網(wǎng)絡(luò)的電網(wǎng)進行采樣。在本發(fā)明第二方面描述的電能質(zhì)量設(shè)備的其他實施例中，電能質(zhì)量設(shè)備200也可對電源網(wǎng)絡(luò)的負載進行采樣。
[0048]如圖11所示，電能質(zhì)量設(shè)備200與負載300并聯(lián)接入電網(wǎng)，控制裝置201的采樣分析計算模塊對電源網(wǎng)絡(luò)的電網(wǎng)100進行采樣獲得采樣信息，并對采樣信息進行分析計算以輸出指令信息；N個指令跟蹤控制單元接收指令信息同時基于一同步信號控制第一功率補償模塊?第N功率補償模塊，該第一功率補償模塊?第N功率補償模塊輸出補償電能(例如與負載的諧波電流大小相等、方向相反的諧波電流)反饋至電網(wǎng)，以補償與電網(wǎng)連接的非線性負載或其它類型負載所產(chǎn)生的諧波或無功，使流入電網(wǎng)的電能只含基波分量，從而實現(xiàn)減少甚至消除諧波和無功對電網(wǎng)的污染。并且，其中采樣分析計算模塊與N個指令跟蹤控制模塊基于同步信號而運行，N個指令跟蹤控制模塊輸出的N個PWM控制信號之間存在預(yù)設(shè)相位差。然而，此電能質(zhì)量設(shè)備200的其它實施例中，電能質(zhì)量設(shè)備200還可以與負載300串聯(lián)接入電網(wǎng)。此外，實際應(yīng)用中還可以在負載300設(shè)置電能質(zhì)量設(shè)備來檢測電源網(wǎng)絡(luò)。
[0049]在本發(fā)明第二發(fā)明披露的電能質(zhì)量設(shè)備中，該功率補償模塊可為單相功率補償模塊或三相功率補償模塊。上述功率補償模塊可為功率開關(guān)器件。電能質(zhì)量設(shè)備可為APF(Active Power Filter 有源濾波器)、SVG (Static Var Generation 靜止無功發(fā)生器)、DVR(Dynamic Voltage Regulator 動態(tài)電壓調(diào)節(jié)器)等。
[0050]上面以實施例對本發(fā)明進行了說明，但需要說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而并非是對本發(fā)明保護范圍的限制。盡管參照以上實施例對本發(fā)明作了盡可能詳盡的說明，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，對本發(fā)明的技術(shù)方案進行修改或者等同替換，仍然屬于本發(fā)明技術(shù)方案的實質(zhì)和范圍。只要對本發(fā)明所做的任何改進或變型，均應(yīng)屬于本發(fā)明權(quán)利要求主張保護的范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電能質(zhì)量設(shè)備的控制裝置，包括: 采樣分析計算模塊，對電源網(wǎng)絡(luò)進行采樣獲得采樣信息，并對所述采樣信息進行分析計算以輸出指令信息； N個指令跟蹤控制模塊，分別接收所述指令信息并對所述指令信息進行跟蹤，以輸出N個PWM控制信號從而控制所述電能質(zhì)量設(shè)備， 其中所述采樣分析計算模塊與N個所述指令跟蹤控制模炔基于一同步信號而運行，所述N個PWM控制信號之間同頻率且存在預(yù)設(shè)相位差，其中N為3 2的正整數(shù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中N個所述PWM控制信號之間的預(yù)設(shè)相位差均為 360。/No
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中，所述同步信號由所述采樣分析計算模塊產(chǎn)生，并發(fā)送到N個所述指令跟蹤控制模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中，所述同步信號由N個所述指令跟蹤模塊之一產(chǎn)生，并發(fā)送到其他N-1個所述指令跟蹤模塊和所述采樣分析計算模塊。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，所述采樣分析計算模塊及所述N個指令跟蹤控制模塊接收由一信號發(fā)生單元發(fā)出的所述同步信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中，每個所述指令跟蹤控制模塊均包括移相延時單元和指令跟蹤控制單元，所述移相延時單元接收所述同步信號，對所述同步信號進行預(yù)設(shè)相位差的延時后輸出至所述指令跟蹤控制單元；所述指令跟蹤控制單元根據(jù)接收的所述同步信號對所述指令信息進行跟蹤以輸出所述PWM控制信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求6`所述的控制裝置，其中，N個所述移向延時單元延時后的同步信號之間的相位差為360° /N。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中，每個所述指令跟蹤控制模塊均包括移相延時單元和指令跟蹤控制單元，所述指令跟蹤控制單元接收所述同步信號和所述指令信息，并將一控制信號輸出至所述移向延時單兀，所述移相延時單兀將該控制信號延時后輸出存在所述預(yù)設(shè)相位差的所述PWM控制信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求6或8所述的控制裝置，其中，所述移相延時單元為RC移相延時電路或D觸發(fā)器單元。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中，每個所述指令跟蹤控制模塊均包括存儲控制單元和指令跟蹤控制單元，所述存儲控制單元存儲有對應(yīng)的PWM控制信號的預(yù)設(shè)相位，所述存儲控制單元基于所述同步信號，控制所述指令跟蹤控制單元輸出與所述存儲控制單元存儲的預(yù)設(shè)相位一致的所述PWM控制信號。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中，所述指令跟蹤控制模塊和所述采樣分析計算模塊為相互之間獨立的芯片，N個所述指令跟蹤控制模塊為相互之間獨立的芯片。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制裝置，其中，所述指令跟蹤模塊每一個所述PWM控制信號的每個周期至少接收一次所述同步信號。
13.—種電能質(zhì)量設(shè)備,包括: 如權(quán)利要求1至12任一權(quán)利要求所述的控制裝置，輸出相互之間存在預(yù)設(shè)相位差的所述N個PWM控制信號； N個功率補償模塊，所述N個功率補償模塊并聯(lián)連接且分別一一對應(yīng)接收所述N個PWM控制信號并產(chǎn)生補償電能反饋到所述電源網(wǎng)絡(luò)。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電能質(zhì)量設(shè)備，其中，所述N個PWM控制信號之間的預(yù)設(shè)相位差均為360° /N。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電能質(zhì)量設(shè)備，其中，所述電源網(wǎng)絡(luò)包括電網(wǎng)和負載；所述電能質(zhì)量設(shè)備與所述負載并聯(lián)/串聯(lián)，接入所述電網(wǎng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電能質(zhì)量設(shè)備，其中，所述功率補償模塊為單相功率補償模塊或三相功率補償模塊。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電能質(zhì)量設(shè)備，其中所述電能質(zhì)量設(shè)備為有源濾波器、靜止無功發(fā)生器或動態(tài)電壓調(diào)節(jié)器。
【文檔編號】H02J3/18GK103515958SQ201210222518
【公開日】2014年1月15日 申請日期:2012年6月29日 優(yōu)先權(quán)日:2012年6月29日
【發(fā)明者】黃恒, 王彬, 吳洪洋, 譚驚濤 申請人:臺達電子工業(yè)股份有限公司