基于准比例谐振分频控制的电流扰动发生器的制造方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型设及一种电流扰动发生器，特别是一种基于准比例谐振分频控制的电 流扰动发生器。
【背景技术】
[0002] 传统的阻感负载与冲击性负荷使电力系统面临谐波污染与电压闪变问题；风电场 的大规模接入造成的电能质量和低电压穿越问题；智能电网与小容量电力系统的发展，使 电能质量问题日益严重。针对不同的电能质量问题，国内外出现了多种电能质量控制产品， 如抑制谐波的有源滤波器、抑制电压波动和闪变的静止无功补偿器等。为了验证上述补偿 装置的补偿效果，考察负荷或配电系统对各种电压扰动及电流扰动的耐受性，研究能够产 生各种电压及电流扰动的扰动发生装置是很有意义的。
[0003] 目前，针对常见的电能质量问题，需要在实验室中模拟各种电能质量现象，复合电 流扰动发生器是解决电能质量问题的设备基础。目前，在扰动发生装置的研制方面，国内外 主要集中于能够模拟产生各种电压扰动的发生装置，而能够模拟产生各种负荷特性干扰的 电流型扰动发生装置还很少。
[0004] 传统的双闭环控制电流内环都采用PI控制器，但是PI控制无法实现对交流信号 的无静差跟踪且抗干扰能力比较差。另外分频控制一般采用坐标变换技术，将=相静止坐 标系下的电流电压正弦量转化为同步旋转坐标系下的直流量，然后采用PI控制器实现跟 踪控制，但该算法的运算量巨大，硬件资源往往不够。
【发明内容】
[0005] 有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种基于准比例谐振分频控制的能发出指令 电流的复合电流扰动发生器，利用准PR控制器在谐振频率点能提供高增益，来实现电流的 无静差控制。
[0006] 本实用新型采用W下技术方案实现；基于准比例谐振分频控制的电流扰动发生 器，包括主电路及控制电路，所述控制电路的输出电性连接于所述主电路；所述主电路包括 变流电路、直流电容及滤波电路；所述滤波电路的输出接电网，所述直流电容并联于变流电 路的输出；所述变流电路的输出经所述滤波电路接被测设备，其特征在于；所述控制电路 包括直流侧电容电压控制模块及目标电流跟踪控制模块；直流侧电容电压控制模块与所述 直流电容连接；所述目标电流跟踪控制模块与所述变流电路连接；所述目标电流跟踪控制 模块包括直流基波无功电流控制模块及谐波电流控制模块；所述直流基波无功电流控制 模块的采样端输入与所述变流电路的输出端连接；所述谐波电流控制模块的采样端输入端 与所述滤波电路的输出端连接。
[0007] 在本实用新型一实施例中，所述直流侧电容电压控制模块为一PI控制器。
[000引在本实用新型一实施例中，所述直流基波无功电流控制模块为一准比例PR控制 器。
[0009] 在本实用新型一实施例中，所述谐波电流控制模块为一准比例PR控制器。
[0010] 与现有技术相比，本实用新型具有W下优点：
[0011] 1、准比例谐振控制对正序、负序基波或谐波电流都可W实现无静差跟踪，且响应 时间短，运行稳定；
[0012] 2、准PR控制器在指定频率处具有无穷大的增益，在非指定频率处具有较大的衰 减，无穷大增益保证了跟踪精度非常高。
[0013] 3、当所需输出谐波电流或无功电流超出装置的额定容量时，可W只发出其中几个 需求比较大的特征次分量；
[0014] 4、不同频率次谐波电流的延时不同，采用指定次谐波电流分频控制，便于针对不 同频率的谐波电流进行延时补偿，该在其它控制方式中是很难实现的。
【附图说明】
[0015] 图1为本实用新型的主要结构框图。
[0016] 图2为基波角频率处准PR控制器波特图。
[0017] 图3为基于准PR无静差分频控制的控制框图。
【具体实施方式】
[0018] 下面结合附图和具体实施例对本实用新型做进一步说明。
[0019] 本实用新型提出了基于准比例谐振分频控制的电流扰动发生器。该装置包括主 电路及控制电路，所述控制电路的输出电性连接于所述主电路；所述主电路包括变流电路、 直流电容及滤波电路；所述滤波电路的输出接电网，所述直流电容并联于变流电路的输出； 所述变流电路的输出经所述滤波电路接被测设备。其特征在于：所述控制电路包括直流侧 电容电压控制模块及目标电流跟踪控制模块；直流侧电容电压控制模块与所述直流电容连 接；所述目标电流跟踪控制模块与所述变流电路连接；所述目标电流跟踪控制模块包括直 流基波无功电流控制模块及谐波电流控制模块；所述直流基波无功电流控制模块的采样端 输入与所述变流电路的输出端连接；所述谐波电流控制模块的采样端输入端与所述滤波电 路的输出端连接。主要结构框图参见图1。
[0020] 在本实用新型一实施例中，所述直流侧电容电压控制模块为一PI控制器。
[0021] 在本实用新型一实施例中，所述直流基波无功电流控制模块为一准比例PR控制 器。
[0022] 在本实用新型一实施例中，所述谐波电流控制模块为一准比例PR控制器。
[0023] 准比例谐振控制器由比例环节和谐振环节组成，准PR算法的传递函数如下式所 示：
[0024]
【主权项】
1. 基于准比例谐振分频控制的电流扰动发生器，包括主电路及控制电路，所述控制电 路的输出电性连接于所述主电路；所述主电路包括变流电路、直流电容及滤波电路；所述 滤波电路的输出接电网，所述直流电容并联于变流电路的输出；所述变流电路的输出经所 述滤波电路接被测设备，其特征在于：所述控制电路包括直流侧电容电压控制模块及目标 电流跟踪控制模块；直流侧电容电压控制模块与所述直流电容连接；所述目标电流跟踪控 制模块与所述变流电路连接； 所述目标电流跟踪控制模块包括直流基波无功电流控制模块及谐波电流控制模块；所 述直流基波无功电流控制模块的采样端输入与所述变流电路的输出端连接；所述谐波电流 控制模块的采样端输入端与所述滤波电路的输出端连接。
2. 根据权利要求1所述的基于准比例谐振分频控制的电流扰动发生器，其特征在于： 所述直流侧电容电压控制模块为一 PI控制器。
3. 根据权利要求1所述的基于准比例谐振分频控制的电流扰动发生器，其特征在于： 所述直流基波无功电流控制模块为一准比例PR控制器。
4. 根据权利要求1所述的基于准比例谐振分频控制的电流扰动发生器，其特征在于： 所述谐波电流控制模块为一准比例PR控制器。
【专利摘要】本实用新型提供一种基于准比例谐振分频控制的电流扰动发生器，能够在变流电路的交流侧产生各种指令的扰动电流。本实用新型利用准PR控制器在谐振频率点能提供高增益，来实现电流的无静差控制。基于准比例谐振分频控制的电流扰动发生器，包括主电路及控制电路，所述控制电路的输出电性连接于所述主电路；其特征在于：所述控制电路包括直流侧电容电压控制模块及目标电流跟踪控制模块；后者包括基波无功电流控制、谐波电流控制。所述基波无功电流控制用于无功电流发生，所述谐波电流控制用于谐波电流发生功能。
【IPC分类】G01R1-28
【公开号】CN204613263
【申请号】CN201520214490
【发明人】蔡振才, 林焱, 吴丹岳, 黄道姗, 卢敬伟, 张逸, 李发禄
【申请人】国家电网公司, 国网福建省电力有限公司, 国网福建省电力有限公司电力科学研究院
【公开日】2015年9月2日
【申请日】2015年4月11日