1.本发明涉及电力电子控制领域,具体而言,涉及一种电流不平衡抑制方法及系统。
背景技术:
2.逆变器的三相电流不平衡将导致负载某一相功率偏大、发热严重,影响负载和逆变器稳定安全运行。
3.传统的三相电流不平衡检测方法中,实时采样逆变器三相电流,通过软件分别计算三相电流的峰值,若任意两相的峰值偏差大于阈值,则认为出现三相电流不平衡。该方法实现简单,但是容易受采样干扰,同时由于三相电流相位不同,通过电流峰值检测三相不平衡存在延时滞后。
4.传统的三相电流不平衡抑制方法包括:1、比例谐振控制方法,在电流pi调节器上并联比例谐振控制器,该方法存在电流基波频率较高时控制带宽不足的问题,同时控制器软件实现过程中的离散化误差会影响抑制效果。2、电压前馈方法,在输出电压上进行前馈补偿,抑制电流中的谐波,该方法实现简单,但是控制效果较差,补偿值的误差和相位延时都会影响抑制效果。
技术实现要素:
5.针对现有的三相电流不平衡检测方法容易受采样干扰,且检测过程中存在误差的问题,本发明提供一种电流不平衡抑制方法,包括:
6.获取逆变器在电流不平衡状态下的三相电流;
7.对所述三相电流进行处理,得到正序电流分量、负序电流分量、零序电流分量和三相电流有效值;
8.基于所述负序电流分量、零序电流分量和所述三相电流有效值进行电流不平衡检测;
9.基于所述电流不平衡检测结果结合所述正序电流分量、负序电流分量和零序电流分量进行比例积分和变换得到修正后的三相电压;
10.由所述修正后的三相电压调制所述逆变器的控制信号,得到抑制电流不平衡的脉冲驱动信号,进而抑制所述逆变器的电流不平衡状态。
11.可选的,所述基于所述电流不平衡检测结果结合所述正序电流分量、负序电流分量和零序电流分量进行比例积分和变换得到修正后的三相电压,包括:
12.对所述三相电流进行坐标变换得到正序电流分量;
13.当电流不平衡检测结果为由负序电流引起的三相不平衡故障时,对所述三相电流进行负序电流分量提取得到负序电流分量;
14.根据正序电流分量的参考值、负序电流分量的参考值,对所述正序电流分量、负序电流分量进行比例积分调节,得到预修正后的负序电压分量;
15.当电流不平衡检测结果为由零序电流引起的三相不平衡故障时,对所述三相电流
进行零序电流分量提取得到零序电流分量;
16.根据正序电流分量的参考值、零序电流分量的参考值,对所述正序电流分量、零序电流分量进行比例积分调节,得到预修正后的零序电压分量;
17.当电流不平衡检测结果未出现由负序电流和零序电流引起的三相不平衡故障时,根据正序电流分量的参考值对所述正序电流分量进行比例积分调节,得到预修正后的正序电压分量;
18.对所述预修正后的正序电压分量、负序电压分量或零序电压分量进行坐标变换处理,得到修正后的正序电压分量、负序电压分量或零序电压分量;
19.其中,所述修正后的三相电压包括修正后的正序电压分量、修正后的负序电压分量和修正后的零序电压分量。
20.可选的,所述由所述修正后的三相电压调制所述逆变器的控制信号,得到抑制电流不平衡的脉冲驱动信号,包括:
21.基于修正后的正序电压分量、修正后的负序电压分量以及修正后的零序电压分量,通过空间电压矢量调制后得到抑制电流不平衡的脉冲驱动信号。
22.可选的,所述对所述三相电流进行处理,得到正序电流分量、负序电流分量、零序电流分量和三相电流有效值,包括:
23.对所述三相电流进行clark坐标变换和正序park坐标变换,得到所述正序电流分量;所述正序电流分量包括正序电流d轴分量和正序电流q轴分量;
24.对所述三相电流进行负序park坐标变换和负序电流分离,得到所述负序电流分量;所述负序电流分量包括负序电流d轴分量和负序电流q轴分量;
25.对所述三相电流进行零序park坐标变换和零序电流分离,得到所述零序电流分量;所述零序电流分量包括零序电流d轴分量和零序电流q轴分量;
26.对所述三相电流进行有效值提取得到三相电流有效值。
27.可选的,所述对所述三相电流进行有效值提取得到三相电流有效值,包括:
28.将所述三相电流依次经过通滤波器bpf、解调器u得到高频分量和直流分量;
29.将所述交流分量和直流分量经过低通滤波器滤除高频分量得到直流分量;
30.对所述直流分量进行增益运算得到三相电流有效值。
31.可选的,所述修正后的三相电压,至少是通过对所述预修正后的三相电压进行反park坐标变换后得到的。
32.可选的,所述基于所述负序电流分量、零序电流分量和所述三相电流有效值进行电流不平衡检测,包括:
33.基于三相电流的有效值的平均值计算三相电流有效均值;
34.基于所述负序电流分量和所述零序电流分量分别计算三相电流负序有效值和三相电流零序有效值;
35.基于所述三相电流有效值、所述三相电流有效均值、三相电流负序有效值和三相电流零序有效值计算三相电流有效值偏差的最大值;
36.基于所述三相电流有效值偏差的最大值、所述三相电流有效均值、所述三相电流负序有效值和所述三相电流零序有效值计算三相电流有效值偏差不平衡度、三相负序电流不平衡度和三相零序电流不平衡度;
37.获取维持时间,基于所述三相电流有效值偏差不平衡度、三相负序电流不平衡度和三相零序电流不平衡度和所述维持时间确定是否引起三相不平衡故障,以及引起三相不平衡故障的原因。
38.可选的,所述基于所述三相电流有效值偏差不平衡度、三相负序电流不平衡度和三相零序电流不平衡度和所述维持时间确定是否引起三相不平衡故障,以及引起三相不平衡故障的原因,包括:
39.判断所述维持时间是否大于设定时长;
40.当大于时,继续判断所述三相电流有效值偏差不平衡度、所述三相负序电流不平衡度或所述三相零序电流不平衡度是否大于第一设定阈值,若大于,则存在严重三相电流不平衡故障,否则基于所述三相电流有效值偏差不平衡度、所述三相负序电流不平衡度、所述三相零序电流不平衡度和第二设定阈值判断确定引起三相不平衡故障的原因;
41.其中,所述第一设定阈值大于第二设定阈值。
42.可选的,所述基于所述三相电流有效值偏差不平衡度、所述三相负序电流不平衡度、所述三相零序电流不平衡度和第二设定阈值判断确定引起三相不平衡故障的原因,包括:
43.当所述三相电流有效值偏差不平衡度或所述三相负序电流不平衡度大于第二设定阈值时,引起三相不平衡故障的原因是负序电流;
44.当所述三相电流有效值偏差不平衡度或所述三相零序电流不平衡度大于第二设定阈值时,引起三相不平衡故障的原因是零序电流;
45.当所述三相电流有效值偏差不平衡度、所述三相负序电流不平衡度和所述三相零序电流不平衡度均不大于第二设定阈值时,不存在由负序电流和零序电流引起的三相不平衡故障。
46.基于同一发明构思本发明还提供了一种电流不平衡抑制系统,包括:
47.获取模块,用于获取逆变器在电流不平衡状态下的三相电流;
48.处理模块,用于对所述三相电流进行处理,得到正序电流分量、负序电流分量、零序电流分量和三相电流有效值;
49.检测模块,用于基于所述负序电流分量、零序电流分量和所述三相电流有效值进行电流不平衡检测;
50.修正模块,用于基于所述电流不平衡检测结果结合所述正序电流分量、负序电流分量和零序电流分量进行比例积分和变换得到修正后的三相电压;
51.调制模块,用于由所述修正后的三相电压调制所述逆变器的控制信号,得到抑制电流不平衡的脉冲驱动信号,进而抑制所述逆变器的电流不平衡状态。
52.优选的,所述处理模块,包括:
53.正序计算子模块,用于对所述三相电流进行clark坐标变换和正序park坐标变换,得到所述正序电流分量;所述正序电流分量包括正序电流d轴分量和正序电流q轴分量;
54.负序计算子模块,用于对所述三相电流进行负序park坐标变换和负序电流分离,得到所述负序电流分量;所述负序电流分量包括负序电流d轴分量和负序电流q轴分量;
55.零序计算子模块,用于对所述三相电流进行零序park坐标变换和零序电流分离,得到所述零序电流分量;所述零序电流分量包括零序电流d轴分量和零序电流q轴分量;
56.有效计算子模块,用于对所述三相电流进行有效值提取得到三相电流有效值。
57.优选的,所述有效计算子模块具体用于:
58.将所述三相电流依次经过通滤波器bpf、解调器u得到高频分量和直流分量;
59.将所述交流分量和直流分量经过低通滤波器滤除高频分量得到直流分量;
60.对所述直流分量进行增益运算得到三相电流有效值。
61.优选的,所述检测模块包括:
62.均值计算子模块,用于基于三相电流的有效值的平均值计算三相电流有效均值;
63.零负序计算子模块,用于基于所述负序电流分量和所述零序电流分量分别计算三相电流负序有效值和三相电流零序有效值;
64.最大偏差计算子模块,用于基于所述三相电流有效值、所述三相电流有效均值、三相电流负序有效值和三相电流零序有效值计算三相电流有效值偏差的最大值;
65.不平衡度计算子模块,用于基于所述三相电流有效值偏差的最大值、所述三相电流有效均值、所述三相电流负序有效值和所述三相电流零序有效值计算三相电流有效值偏差不平衡度、三相负序电流不平衡度和三相零序电流不平衡度;
66.故障原因分析子模块,用于获取维持时间,基于所述三相电流有效值偏差不平衡度、三相负序电流不平衡度和三相零序电流不平衡度和所述维持时间确定是否引起三相不平衡故障,以及引起三相不平衡故障的原因。
67.优选的,所述故障原因分析子模块包括:
68.时间判断单元,用于判断所述维持时间是否大于设定时长,若大于,则存在严重三相电流不平衡故障,否则继续判断引起三相不平衡故障的原因;
69.阈值判断单元,用于基于所述三相电流有效值偏差不平衡度、所述三相负序电流不平衡度、所述三相零序电流不平衡度和第二设定阈值判断确定引起三相不平衡故障的原因;
70.其中,所述第一设定阈值大于第二设定阈值。
71.优选的,所述阈值判断单元,具体用于:当所述三相电流有效值偏差不平衡度或所述三相负序电流不平衡度大于第二设定阈值时,引起三相不平衡故障的原因是负序电流;
72.当所述三相电流有效值偏差不平衡度或所述三相零序电流不平衡度大于第二设定阈值时,引起三相不平衡故障的原因是零序电流;
73.当所述三相电流有效值偏差不平衡度、所述三相负序电流不平衡度和所述三相零序电流不平衡度均不大于第二设定阈值时,不存在由负序电流和零序电流引起的三相不平衡故障。
74.根据本发明实施例的又一方面,还提供了一种计算设备,所述计算设备包括:至少一个处理器、存储器和输入输出单元;其中,所述存储器用于存储计算机程序,所述处理器用于调用所述存储器中存储的计算机程序来执行上述一种电流不平衡抑制方法。
75.根据本发明实施例的又一方面,还提供了一种计算机可读存储介质,其包括指令,当其在计算机上运行时,使得计算机执行上述一种电流不平衡抑制方法方法。
76.与现有技术相比,本发明的有益效果为:
77.本发明提供了一种电流不平衡抑制方法,包括:获取逆变器在电流不平衡状态下的三相电流;对所述三相电流进行处理,得到正序电流分量、负序电流分量、零序电流分量
和三相电流有效值;基于所述负序电流分量、零序电流分量和所述三相电流有效值进行电流不平衡检测;基于所述电流不平衡检测结果结合所述正序电流分量、负序电流分量和零序电流分量进行比例积分和变换得到修正后的三相电压;由所述修正后的三相电压调制所述逆变器的控制信号,得到抑制电流不平衡的脉冲驱动信号,进而抑制所述逆变器的电流不平衡状态。本发明根据电流不平衡检测结果结合所述正序电流分量、负序电流分量和零序电流,对三相电压进行修正,采取不同的抑制和保护策略,提高了执行效率。本发明还采用闭环pi控制对三相零序电流和负序电流进行控制,避免了传统比例谐振控制方法带宽不够和参数设计困难、传统电压前馈方法抑制效果差的问题。
附图说明
78.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解,构成本技术的一部分,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
79.图1为本发明一种电流不平衡抑制方法的流程图;
80.图2为本发明实施例中逆变器闭环电流控制系统示意图;
81.图3为本发明的负序和零序电流提取过程示意图;
82.图4为本发明的三相电流有效值提取示意图;
83.图5为本发明的逆变器三相电流不平衡故障的检测和抑制保护策略流程图;
84.图6为本发明的一种电流不平衡抑制系统示意图。
具体实施方式
85.为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本发明保护的范围。
86.需要说明的是,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
87.实施例1
88.针对现有发明三相电流不平衡检测方法容易受采样干扰,且检测过程中存在误差的问题,本发明提供一种基于三相电流负序分量和零序分量提取的三相不平衡问题的检测方法,通过闭环pi控制对三相不平衡和不对称电流进行抑制。
89.一种电流不平衡抑制方法,如图1所示,包括:
90.s1、获取逆变器在电流不平衡状态下的三相电流;
91.s2、对所述三相电流进行处理,得到正序电流分量、负序电流分量、零序电流分量
和三相电流有效值;
92.s3、基于所述负序电流分量、零序电流分量和所述三相电流有效值进行电流不平衡检测;
93.s4、基于所述电流不平衡检测结果结合所述正序电流分量、负序电流分量和零序电流分量进行比例积分和变换得到修正后的三相电压;
94.s5、由所述修正后的三相电压调制所述逆变器的控制信号,得到抑制电流不平衡的脉冲驱动信号,进而抑制所述逆变器的电流不平衡状态。
95.下面对本发明的各步骤作详细介绍:
96.s1中的获取逆变器在电流不平衡状态下的三相电流,包括:
97.获取逆变器在电流不平衡状态下的a相电流ia、b相电流ib、c相电流ic。
98.s2中对所述三相电流进行处理,得到正序电流分量、负序电流分量、零序电流分量和三相电流有效值,包括:
99.对所述三相电流进行clark坐标变换和正序park坐标变换,得到所述正序电流分量;所述正序电流分量包括正序电流d轴分量和正序电流q轴分量;
100.对所述三相电流进行负序park坐标变换和负序电流分离,得到所述负序电流分量;所述负序电流分量包括负序电流d轴分量和负序电流q轴分量;
101.对所述三相电流进行零序park坐标变换和零序电流分离,得到所述零序电流分量;所述零序电流分量包括零序电流d轴分量和零序电流q轴分量;
102.对所述三相电流进行有效值提取得到三相电流有效值。
103.s3中基于所述负序电流分量、零序电流分量和所述三相电流有效值进行电流不平衡检测,包括:
104.基于三相电流的有效值的平均值计算三相电流有效均值;
105.基于所述负序电流分量和所述零序电流分量分别计算三相电流负序有效值和三相电流零序有效值;
106.基于所述三相电流有效值、所述三相电流有效均值、三相电流负序有效值和三相电流零序有效值计算三相电流有效值偏差的最大值;
107.基于所述三相电流有效值偏差的最大值、所述三相电流有效均值、所述三相电流负序有效值和所述三相电流零序有效值计算三相电流有效值偏差不平衡度、三相负序电流不平衡度和三相零序电流不平衡度;
108.获取维持时间,基于所述三相电流有效值偏差不平衡度、三相负序电流不平衡度和三相零序电流不平衡度和所述维持时间确定是否引起三相不平衡故障,以及引起三相不平衡故障的原因。
109.优选的,所述基于所述三相电流有效值偏差不平衡度、三相负序电流不平衡度和三相零序电流不平衡度和所述维持时间确定是否引起三相不平衡故障,以及引起三相不平衡故障的原因,包括:
110.判断所述维持时间是否大于设定时长;
111.当大于时,继续判断所述三相电流有效值偏差不平衡度、所述三相负序电流不平衡度或所述三相零序电流不平衡度是否大于第一设定阈值,若大于,则存在严重三相电流不平衡故障,否则基于所述三相电流有效值偏差不平衡度、所述三相负序电流不平衡度、所
述三相零序电流不平衡度和第二设定阈值判断确定引起三相不平衡故障的原因;
112.其中,所述第一设定阈值大于第二设定阈值。
113.s4中基于所述电流不平衡检测结果结合所述正序电流分量、负序电流分量和零序电流分量进行比例积分和变换得到修正后的三相电压,包括:
114.对所述三相电流进行坐标变换得到正序电流分量;
115.当电流不平衡检测结果为由负序电流引起的三相不平衡故障时,对所述三相电流进行负序电流分量提取得到负序电流分量;
116.根据正序电流分量的参考值、负序电流分量的参考值,对所述正序电流分量、负序电流分量进行比例积分调节,得到预修正后的负序电压分量;
117.当电流不平衡检测结果为由零序电流引起的三相不平衡故障时,对所述三相电流进行零序电流分量提取得到零序电流分量;
118.根据正序电流分量的参考值、零序电流分量的参考值,对所述正序电流分量、零序电流分量进行比例积分调节,得到预修正后的零序电压分量;
119.当电流不平衡检测结果未出现由负序电流和零序电流引起的三相不平衡故障时,根据正序电流分量的参考值对所述正序电流分量进行比例积分调节,得到预修正后的正序电压分量;
120.对所述预修正后的正序电压分量、负序电压分量或零序电压分量进行坐标变换处理,得到修正后的正序电压分量、负序电压分量或零序电压分量;
121.其中,所述修正后的三相电压包括修正后的正序电压分量、修正后的负序电压分量和修正后的零序电压分量。
122.s5、由所述修正后的三相电压调制所述逆变器的控制信号,得到抑制电流不平衡的脉冲驱动信号,进而抑制所述逆变器的电流不平衡状态。
123.实施例2:
124.本发明提供的一种电流不平衡抑制方法下面结合如图2对本发明作详细介绍:
125.步骤一:获取三相电流,如图3所示,三相电流经clark变换以及正序park变换得到d-q轴电流,作为负反馈与参考值的差共同输入电流pi调节器,输出缩小误差后的电压经过反park变换得到α-β轴的正序电压再经过反clark变换得到修正后的三相正序电压;
126.clark变换和反clark变换如下式所示:
[0127][0128]
[0129]
式中:x
α
、x
β
为经过clark变换后α-β轴的参数;xa、xb、xc分别为a相、b相和c相参数。
[0130]
正序park变换和反park变换可按下式确定:
[0131][0132][0133]
式中:θ为a相电流相位角;xd、xq为经过park变换后d-q轴的参数。
[0134]
步骤二:从三相电流中提取负序和零序电流分量,经负反馈输入pi调节器,输出缩小误差后的电压经过反park变换得到α-β轴的负零序电压再经过反clark变换得到修正后的三相负零序电压;
[0135]
负序、零序park变换和负序、零序反park变换可按下式确定:
[0136][0137][0138][0139][0140]
图2中的负序零序分量提取能够实现从三相电流中分别提取负序和零序电流,低通滤波器lpf的传递函数如下式所示:
[0141][0142]
式中:g
bpf
(s)为低通滤波器lpf的传递函数,s为拉普拉斯计算因子;ξ为阻尼系数,取0.7左右;ω0为带通滤波器的中心频率,取三相电流基波频率。
[0143]
步骤三、从三相电流中提取三相电流有效值;
[0144]
图2中有效值提取具体提取过程如图4所示,三相电流采样值经过带通滤波器bpf,再输入解调器u中进行平方相乘运算,则输出信号包含两个分量,交流分量和直流分量,其交流分量的频率为电流基波频率的2倍,幅值为电流基波幅值的1/2;其直流分量的幅值为电流基波幅值的1/2。经过低通滤波器3后,滤除高频分量,输出信号只包含直流分量,再对其进行增益运算,即可得三相电流有效值。增益模块的增益为
[0145]
三相电流经过带通滤波器bpf、解调器u、低通滤波器lpf和增益,最终输出三相电流有效值,带通滤波器bpf的传递函数如下式所示:
[0146]
[0147]
式中:g
lpf
(s)为带通滤波器bpf的传递函数,ωc为低通滤器截至频率,去10%三相电流基波频率。
[0148]
步骤四:基于所述负序电流分量、零序电流分量和所述三相电流有效值进行电流不平衡检测,如图5所示,具体过程如下,本实施例中将第一设定阈值取值为0.3第二设定阈值取值为0.1,设定时间为td。
[0149]
步骤s4.1:对逆变器输出的三相电流进行采样;
[0150]
本发明实施例中,三相电流为ia、ib、ic。
[0151]
步骤s4.2:根据三相电流的基波频率计算三相不平衡检测的有效维持时间;
[0152]
本发明实施例中,基波频率为fs,有效维持时间为td=5/fs。
[0153]
步骤s4.3:分别提取三相电流的第一有效值、第二有效值以及第三有效值;以及提取旋转坐标系中的第一负序、第二负序、第一零序分量以及第二零序分量;
[0154]
本发明实施例中,第一有效值、第二有效值以及第三有效值分别为i
a-rms
、i
b-rms
、i
c-rms
;以及第一负序和第二负序分别为i
d-、i
q-;以及第一零序分量和第二零序分量分别为i
d0
、i
q0
;
[0155]
步骤s4.4:利用三相电流的第一有效值、第二有效值、第三有效值以及旋转坐标系中的第一负序、第二负序、第一零序分量以及第二零序分量计算得三相电流得有效值、负序有效值和零序有效值;
[0156]
本发明实施例中,三相电流得有效值、负序有效值和零序有效值分别如下式所示:
[0157]irms
=(i
a-rms
i
b-rms
i
c-rms
)/3
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(11)
[0158][0159][0160]
式中:i
rms
、i
rms-、i
rms0
分别为三相电流得有效值、负序有效值和零序有效值,i
d0
和i
q0
分别为零序电流的d轴分量和q轴分量,i
d-和i
q-分别为负序电流的d轴分量和q轴分量。
[0161]
步骤s4.5:利用三相电流的第一有效值、第二有效值、第三有效值以及有效值、负序有效值和零序有效值计算三相电流有效值偏差的最大值,并计算三相电流不平衡度;
[0162]
其中,三相电流不平衡度包括三相电流有效值偏差的最大值、三相电流有效值偏差不平衡度、三相负序电流不平衡度以及三相零序电流不平衡度;
[0163]
本发明实施例中,具体的如下式所示:
[0164]
δi
rms
=max[abs(i
rms-i
a-rms
)、abs(i
rms-i
b-rms
)、abs(i
rms-i
c-rms
)]
ꢀꢀꢀ
(14)
[0165]srms
=δi
rms
/i
rms
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(15)
[0166]
s-=abs[(i
rms-‑irms
)/i
rms
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(16)
[0167]
s0=abs[(i
rms0-i
rms
)/i
rms
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(17)
[0168]
式中:δi
rms
为三相电流有效值偏差的最大值;s
rms
为三相电流有效值偏差不平衡度;s-、s0分别为三相负序、零序电流不平衡度。
[0169]
步骤s4.6:若三相电流有效值偏差不平衡度、三相负序电流不平衡度以及三相零序电流不平衡度均小于等于0.3,或维持时间小于等于预设时间,则判断逆变器出现严重三相电流不平衡故障,执行停机操作,封锁电流输出;
[0170]
本发明实施例中,预设时间为td。
[0171]
步骤s4.7:若三相电流有效值偏差不平衡度或三相负序电流不平衡度或三相零序电流不平衡度大于0.3,且维持时间大于预设时间,则判断是否满足三相电流有效值或负序不平衡度大于0.1,且维持时间大于td;若满足,则判断逆变器出现由负序电流引起的三相不平衡故障,执行三相负序电流抑制功能;若不满足则判断逆变器未出现负序电流引起的三相不平衡故障,关闭三相负序电流抑制功能;以及判断是否满足三相电流有效值或零序不平衡度大于0.1,且维持时间大于td;若满足,则判断逆变器出现由零序电流引起的三相不平衡故障,执行三相零序电流抑制功能;若不满足则判断逆变器未出现零序电流引起的三相不平衡故障,关闭三相零序电流抑制功能。
[0172]
对所述三相电流进行坐标变换得到正序电流分量;
[0173]
当电流不平衡检测结果为由负序电流引起的三相不平衡故障时,对所述三相电流进行负序电流分量提取得到负序电流分量;
[0174]
根据正序电流分量的参考值、负序电流分量的参考值,对所述正序电流分量、负序电流分量进行比例积分调节,得到预修正后的负序电压分量;
[0175]
当电流不平衡检测结果为由零序电流引起的三相不平衡故障时,对所述三相电流进行零序电流分量提取得到零序电流分量;
[0176]
根据正序电流分量的参考值、零序电流分量的参考值,对所述正序电流分量、零序电流分量进行比例积分调节,得到预修正后的零序电压分量;
[0177]
当电流不平衡检测结果未出现由负序电流和零序电流引起的三相不平衡故障时,根据正序电流分量的参考值对所述正序电流分量进行比例积分调节,得到预修正后的正序电压分量;
[0178]
对所述预修正后的正序电压分量、负序电压分量或零序电压分量进行坐标变换处理,得到修正后的正序电压分量、负序电压分量或零序电压分量;
[0179]
其中,所述修正后的三相电压包括修正后的正序电压分量、修正后的负序电压分量和修正后的零序电压分量。
[0180]
将修正后的三相电压通过正反馈,与正序电压一同输入至pwm调制模块;
[0181]
步骤五:根据输入的三相电压给定计算出pwm调制驱动信号,再输入至逆变器进行交直流变换。最终,经检测后的电流输入至负载。
[0182]
实施例3
[0183]
基于同一发明构思本发明还提供了一种电流不平衡抑制系统,如图6所示,包括:
[0184]
获取模块,用于获取逆变器在电流不平衡状态下的三相电流;
[0185]
处理模块,用于对所述三相电流进行处理,得到正序电流分量、负序电流分量、零序电流分量和三相电流有效值;
[0186]
检测模块,用于基于所述负序电流分量、零序电流分量和所述三相电流有效值进行电流不平衡检测;
[0187]
修正模块,用于基于所述电流不平衡检测结果结合所述正序电流分量、负序电流分量和零序电流分量进行比例积分和变换得到修正后的三相电压;
[0188]
调制模块,用于由所述修正后的三相电压调制所述逆变器的控制信号,得到抑制电流不平衡的脉冲驱动信号,进而抑制所述逆变器的电流不平衡状态。
[0189]
优选的,所述处理模块,包括:
[0190]
正序计算子模块,用于对所述三相电流进行clark坐标变换和正序park坐标变换,得到所述正序电流分量;所述正序电流分量包括正序电流d轴分量和正序电流q轴分量;
[0191]
负序计算子模块,用于对所述三相电流进行负序park坐标变换和负序电流分离,得到所述负序电流分量;所述负序电流分量包括负序电流d轴分量和负序电流q轴分量;
[0192]
零序计算子模块,用于对所述三相电流进行零序park坐标变换和零序电流分离,得到所述零序电流分量;所述零序电流分量包括零序电流d轴分量和零序电流q轴分量;
[0193]
有效计算子模块,用于对所述三相电流进行有效值提取得到三相电流有效值。
[0194]
优选的,所述有效计算子模块具体用于:
[0195]
将所述三相电流依次经过通滤波器bpf、解调器u得到高频分量和直流分量;
[0196]
将所述交流分量和直流分量经过低通滤波器滤除高频分量得到直流分量;
[0197]
对所述直流分量进行增益运算得到三相电流有效值。
[0198]
优选的,所述检测模块包括:
[0199]
均值计算子模块,用于基于三相电流的有效值的平均值计算三相电流有效均值;
[0200]
零负序计算子模块,用于基于所述负序电流分量和所述零序电流分量分别计算三相电流负序有效值和三相电流零序有效值;
[0201]
最大偏差计算子模块,用于基于所述三相电流有效值、所述三相电流有效均值、三相电流负序有效值和三相电流零序有效值计算三相电流有效值偏差的最大值;
[0202]
不平衡度计算子模块,用于基于所述三相电流有效值偏差的最大值、所述三相电流有效均值、所述三相电流负序有效值和所述三相电流零序有效值计算三相电流有效值偏差不平衡度、三相负序电流不平衡度和三相零序电流不平衡度;
[0203]
故障原因分析子模块,用于获取维持时间,基于所述三相电流有效值偏差不平衡度、三相负序电流不平衡度和三相零序电流不平衡度和所述维持时间确定是否引起三相不平衡故障,以及引起三相不平衡故障的原因。
[0204]
优选的,所述故障原因分析子模块包括:
[0205]
时间判断单元,用于判断所述维持时间是否大于设定时长,若大于,则存在严重三相电流不平衡故障,否则继续判断引起三相不平衡故障的原因;
[0206]
阈值判断单元,用于基于所述三相电流有效值偏差不平衡度、所述三相负序电流不平衡度、所述三相零序电流不平衡度和第二设定阈值判断确定引起三相不平衡故障的原因;
[0207]
其中,所述第一设定阈值大于第二设定阈值。
[0208]
优选的,所述阈值判断单元,具体用于:当所述三相电流有效值偏差不平衡度或所述三相负序电流不平衡度大于第二设定阈值时,引起三相不平衡故障的原因是负序电流;
[0209]
当所述三相电流有效值偏差不平衡度或所述三相零序电流不平衡度大于第二设定阈值时,引起三相不平衡故障的原因是零序电流;
[0210]
当所述三相电流有效值偏差不平衡度、所述三相负序电流不平衡度和所述三相零序电流不平衡度均不大于第二设定阈值时,不存在由负序电流和零序电流引起的三相不平衡故障。
[0211]
显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施
例,都属于本发明保护的范围。
[0212]
本领域内的技术人员应明白,本技术的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此,本技术可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且,本技术可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0213]
本技术是参照根据本技术实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器,使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0214]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中,使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品,该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0215]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上,使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理,从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0216]
以上仅为本发明的实施例而已,并不用于限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均包含在申请待批的本发明的权利要求范围之内。