基于fft和对称分量法的三相不平衡检测方法及逆变器的制造方法
【专利摘要】本发明涉及基于FFT和对称分量法的三相不平衡检测方法及逆变器。发明解决的技术问题是提供一种基于FFT和对称分量法的三相不平衡检测方法及逆变器，实现高精度三相不平衡计算。解决该问题的技术方案：1、对电压信号进行采样，得到N点长度的采样数据；2、构造N点长度的窗函数，对N点长度的采样数据进行加窗FFT运算，通过双谱线插值运算得到基波幅值和相位；3、利用对称分量法计算电压电流零序、正序和负序分量；4、分别利用公式和计算电压负序不平衡度和电流负序不平衡度。本发明用于电力【技术领域】。
【专利说明】基于FFT和对称分量法的三相不平衡检测方法及逆变器
【技术领域】
[0001]本发明涉及信号处理【技术领域】，特别是一种基于FFT和对称分量法的三相不平衡检测方法及逆变器，主要适用于电力【技术领域】。
【背景技术】
[0002]随着能源问题的日益突出，国家能源政策对新能源发展的鼓励以及分布式电源技术自身的发展使得分布式电源正成为新世纪重要的能源选择。其中，并网光伏发电以其环保、低噪声、适用范围广等特点而备受青睐。以光伏为代表的分布式电源并网使用了大量的电力电子设备，会给主电网带来诸如电压偏差、频率偏差、电压闪变、三相不平衡、谐波等一系列电能质量问题。
[0003]逆变器是分布式电源并网的关键设备，其研制今年来已成为电力系统并网发电的热门课题，先后有专利号为200820232294.0的“一种电力逆变器”，专利号为201020545136.8的“逆变器”，申请号为201110060684.0的“光伏并网逆变器”，申请号为201210509111.6的“一种改善电能质量的单相并网装置”，申请号为201310102185.2的“逆变器模块化设计结构”等公开或授权，它们或是给出了逆变器的结构设计图，或是具有谐波补偿功能，或是具有逆变器状态监测和电能质量治理功能，但缺乏对电能质量监测和分析的研究。

【发明内容】

[0004]本发明要解决的技术问题是:针对上述存在的问题提供一种基于FFT和对称分量法的三相不平衡检测方法及逆变器，能够高精度的计算出三相不平衡度，实时监测并网端和用户端的电能质量，为并网和电能质量治理提供可靠的依据。
[0005]本发明所采用的技术方案是:基于FFT和对称分量法的三相不平衡检测方法，其特征在于包括以下步骤:
[0006]S1、A/D转换器以采样频率fs对电压信号进行采样，得到N点长度的采样数据；
[0007]S2、构造N点长度的窗函数，并对N点长度的采样数据进行加窗FFT运算，然后通过双谱线插值运算得到基波幅值和相位；
[0008]S3、利用对称分量法计算电压电流零序、正序和负序分量；
[0009]S4、分别利用公式
【权利要求】
1.一种基于FFT和对称分量法的三相不平衡检测方法，其特征在于包括以下步骤: S1、A/D转换器以采样频率fs对电压信号进行采样，得到N点长度的采样数据； S2、构造N点长度的窗函数，并对N点长度的采样数据进行加窗FFT运算，然后通过双谱线插值运算得到基波幅值和相位； S3、利用对称分量法计算电压电流零序、正序和负序分量；S4、分别利用公式
2.根据权利要求1所述的基于FFT和对称分量法的三相不平衡检测方法，其特征在于:步骤S2中，所述双谱线插值运算包括以下步骤， S21、对基波和各次谐波在FFT谱线中搜索幅值谱线的最大谱线k2和相邻次大谱线kl，它们对应的幅值分别为y2和y1 ; S22、定义中间变量
3.根据权利要求1所述的基于FFT和对称分量法的三相不平衡检测方法，其特征在于:步骤32中，所加窗函数为Blakeman-harris窗，其时域表达式为
4.一种采用权利要求1-3任意一项所述方法进行三相不平衡检测的逆变器，其特征在于:它包括太阳能电池组件(I)、启动和停机监测模块(2)、电压电流采样模块A (3)、MPPT控制模块(4)、数字控制单元(5)、逆变转换器(6)、滤波模块(7)、断路器(8)、电压电流采样模块B (9)，以及数字信号处理和控制单元(10)，其中， 启动和停机监测模块(2)，用于监测太阳能电池组件(1)启停状态，并将太阳能电池组件(I)的启停状态输送至数字控制单元(5)； 电压电流采样模块A (3)，用于获取太阳能电池组件(1)输出的电压电流信号，并将其输送至数字控制单元(5); 数字控制单元(5 )，一方面接收启动和停机监测模块(2 )输送的太阳能电池组件(I)启停状态，另一方面根据电压电流采样模块A (3 )输送的电压电流信号获取太阳能电池组件(I)的输出功率，综合太阳能电池组件(1)的启停状态和输出功率，输出控制信号至MPPT控制丰旲块(4)； MPPT控制模块(4)，根据数字控制单元(5)发送过来的控制信号，使得太阳能电池组件(I)工作在其最大功率点； 逆变转换器(6 )，用于将太阳能电池组件(1)输出的直流电转换成交流电； 滤波模块(7)，与逆变转换器(6)输出端相连，用于将输出的交流电压转换成纯净的工频正弦波； 断路器(8)，输入端与滤波模块(7)输出端相连，输出端与三相电力线相连，控制信号输入端与数字信号处理和控制单元(10)相连，根据控制信号输入端的控制信号控制其通断，实现逆变转换器(6)与三相电力线的通断； 电压电流采样模块B (9 )，用于对前述工频正弦波进行采样，并将其传输至数字信号处理和控制单元(10)； 数字信号处理和控制单元(10)，通过串口与数字控制单元(5)相连，通过I/O 口与断路器(8)相连，一方面输出控制信号至逆变转换器(6)控制其进行逆变，另一方面接收电压电流采样模块B (9)传输过来的采样信号，并对其进行三相不平衡度计算，然后根据计算结果输出控制信号至断路器(8)控制其通断。
5.根据权利要求4所述的逆变器，其特征在于:所述逆变器还包括与数字信号处理和控制单元(10)相连的通信模块(11)和人机交互模块(12)。
6.根据权利要求4或5所述的逆变器，其特征在于:所述数字控制单元(5)和数字信号处理和控制单元(10)均采用型号为TMS320LF2407的数字信号处理器。
【文档编号】G01R29/16GK103926476SQ201410142969
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年4月10日 优先权日:2014年4月10日
【发明者】周良璋, 范有, 周希平, 张向程, 陈宏 , 徐全伟, 严海峰, 张晓锋, 侯培明, 于新强 申请人:宁波恒力达科技有限公司