本文作者:kaifamei

一种有源电力滤波器的事件触发控制装置及控制方法与流程

更新时间:2025-04-04 23:47:32 0条评论

一种有源电力滤波器的事件触发控制装置及控制方法与流程



1.本发明属于石油电力系统技术领域,具体涉及一种基于有源电力滤波器的事件触发控制装置及控制方法。


背景技术:



2.随着石油钻井行业中电力电子化和智能化程度不断提高,电力电子设备具有典型的非线性与强耦合特性,使得电网的电能质量问题日益凸显。钻井现场用电设备电能质量基本没有采取相关有效治理措施,谐波污染和电压波动问题较为严重,长期影响井队用电设备的正常使用、降低设备容量和使用寿命,产生额外损耗。
3.现有技术中一般会使用有源电力滤波器(apf)来进行谐波抑制和无功补偿,有源电力滤波器(apf)是一种有效的谐波抑制和无功补偿设备,是解决电网电压出现三相不平衡、闪变及谐波等问题的首选装置。
4.如现有技术中公开号为cn102916428a,公开时间为2013年2月6日,名称为“一种有源滤波和无功补偿装置的直接功率控制方法”的中国发明专利文献,公开了一种有源滤波和无功补偿装置的直接功率控制方法,该方法在含有信号采样处理电路、基波功率检测电路、直接功率控制器、主电路的控制电路中,控制步骤为:采集网侧电压、电流输送到fpga;fpga根据下式计算实际有功功率和无功功率;将基波有功功率作为参考有功功率,并设定参考无功功率为零;分别求得参考有功功率、参考无功功率与实际有功功率、实际无功功率的差值;将其送入作为直接功率控制器的主控cpu,用以控制所述主电路使其输出的实际功率实时跟踪参考有功和无功功率,实现有源滤波和无功补偿。
5.再如,公开号为cn103490417a,公开时间为2014年1月1日,名称为“基于小波和fft的shapf谐波检测与控制系统及方法”的中国发明专利文献,其技术方案包括带非线性负载的交流电网,包括控制模块和检测模块;其中,所述检测模块包括指令电流检测运算单元;所述控制模块包括主电路单元、pwm驱动单元和电流跟踪控制单元;所述指令电流检测运算单元的输入端检测电网中负载端的电流信号,其输出端与电流跟踪控制单元的输入端连接;所述pwm驱动单元的输入端连接电流跟踪控制单元的输出端,其输出端连接主电路单元的输入端;所述主电路单元的输出端输出补偿电流信号反馈给电网。
6.但是,这些现有的有源电力滤波器控制方式可以保证常规工况下电能质量的治理,但是无法确保复杂工况下的滤波等性能。
7.而其他传统的方案也无法同时解决低电压、电压闪变及波动、电压谐波等问题,因此需要一套全新的、综合的解决方案,为钻井现场用电质量提供有力的保障,在实现电压质量的净化,同时解决低电压、电压闪变及波动、电压谐波等问题的同时,延长设备的使用寿命,提高电能利用率,达到节能和保护设备的目的。
8.由于负载和分布式电源的随机和不确定性,有源电力滤波器的工况也将愈加复杂,针对复杂工况所引发的电能质量问题,传统的apf控制器需要寻新的思路进行解决。


技术实现要素:



9.为了克服上述现有技术中存在的问题和不足,本发明旨在于提出一种考虑暂态调节的响应速度、稳态调节精度以及稳态开关损耗,通过触发不同复杂工况下的应对措施,缩短控制系统的时间,提高系统的补偿精度的有源电力滤波器的事件触发控制装置及控制方法。
10.本发明的目的是通过以下技术方案实现的:一种基于有源电力滤波器的事件触发控制装置,包括apf源滤波主电路,以及设置有检测模块、ad采样单元、et事件触发装置和dsp控制装置的apf控制系统;所述检测模块的输入端连接在非线性负载侧的三相电源电网上、输出端连接至所述ad采样单元的输入端;所述ad采样单元的输出端分别与所述et事件触发装置和dsp控制装置的输入端相连;et事件触发装置的输出端与dsp控制器的输入端相连,同时将采样控制信号输出反馈至所述ad采样单元;dsp控制器的驱动信号输出端连接至所述apf源滤波主电路,apf源滤波主电路的输出端连接回所述非线性负载侧的三相电源电网中,该有源电力滤波器事件触发装置通过分析不同控制方法在性能上的特点,与复杂工况下的具体需求相结合,合理的分配控制策略,使得apf系统能够快速跟踪目标电流,提高系统暂态调节的响应速度和稳态补偿精度,减少稳态开关损耗,提升有源电力滤波器的治理效果。
11.优选地,所述ad采样单元为ads7809高精度ad采集芯片。
12.优选地,所述dsp控制器为型号tms320f28335的ti高性能32位浮点dsp处理器。
13.更为优选地,所述ad采样单元与所述et事件触发装置和dsp控制器之间通过数据总线控制相连。
14.进一步的,所述et事件触发装置为cpld复杂可编程逻辑器件,优选地,如型号epm7128stc100的cpld通用芯片,et事件触发装置中包括坐标变换模块、偏差计算模块和逻辑判断模块,ad采样单元的信号输入所述et事件触发装置后,通过坐标变换模块对信号进行坐标变换处理、然后传输至偏差计算模块中进行偏差计算、接着传输至逻辑判断模块中进行逻辑判断后向dsp控制器输出判断结果作为指令信号、以及向ad采样单元反馈采样控制信号。
15.对应上述控制装置,本发明还提供了一种基于有源电力滤波器的事件触发控制装置的控制方法,包括以下步骤:步骤1,将事件触发控制装置接入非线性负载侧的三相电源电网中,三相电源电网供电方向上,电源信号自事件触发控制装置的检测模块的输入端连入、自事件触发控制装置的apf源滤波主电路的输出端回到三相电源电网中;步骤2,事件触发控制装置的检测模块通过霍尔电压/电流传感器采集非线性负载侧的三相电源电网中实际电流的模拟信号,并输送至事件触发控制装置的ad采样单元中,ad采样单元对模拟信号进行采样调理后转化为采样数据,通过数据总线同时送入事件触发控制装置的et事件触发装置和dsp控制装置中;步骤3,所述et事件触发装置根据预设的不同情况下的调节需求定义事件触发条件对所述采样数据进行处理,经过坐标变换电路以后计算其与参考值的偏差,然后送入逻辑判断电路计算输出的指令信号,并输出控制指令给所述dsp控制装置中;所述步骤3,具体的,所述采样数据为三相源侧模拟电流(ia,ib,ic),所述et事件触
发装置收到三相源侧模拟电流(ia,ib,ic)后:首先,经过坐标变换模块对信号进行坐标变换处理,得到三相电源侧电流的旋转直流分量id、iq值,坐标变换方法中park变换在电力系统谐波检测中的应用,可以采用现有成熟技术,比如文献(s.a.soliman,park’s transformation applicationfor power system harmonics identificationand measurements,electric power componentsand systems,2003,31(8):777-789)中park变换在电力系统谐波检测中的应用方法。
16.然后,将所述直流分量id、iq值与参考电流值i
d_ref
、i
q_ref
求差,得到差值ζd、ζq值,即ζd=id−id_ref
,ζq=iq−iq_ref
,不同的ζd、ζq值对应不同的调节需求,取δ1%=λ1k、δ2%=2λ1k作为逻辑判断依据,其中,k的值取决于电网所允许的电流最大总谐波畸变率(thd),λ1《0.5,λ1可采用工程经验阈值,比如取0.1、0.2、0.3、0.4等,λ1越小,稳态控制精度越高,开关频率也越高,因此可根据开关频率阈值取λ1下限值。
17.为了得到单位功率因数,提升供电质量,所述i
q_ref
=0,i
d_ref
的值根据与非线性负载侧的先验阈值关系设定。
18.即,给定参考电流值i
d_ref
、i
q_ref
取决于实际应用工况和背景,并且引入总谐波失真(thd)量δ1%、δ2%作为逻辑判断依据,其中δ1《δ2;最后将ζd、ζq送入逻辑判断模块判断触发的不同事件,输出对应的指令。
19.进一步的,所述步骤3中,逻辑判断电路计算输出的指令信号,具体的:若ζd《δ1%且ζq《δ1%,则输出稳态调节指令s1;若δ1%《ζd《δ2%或δ1%《ζq《δ2%,则输出过渡调节指令,包括:当δ1%《ζd《δ2%、ζq《δ1%,则过渡调节指令以调有功功率为主,输出调节有功功率的过渡调节指令s2;当ζd《δ1%、δ1%《ζq《δ2%,则过渡调节指令以调节无功功率为主,输出调节无功功率的过渡调节指令s3;当δ1%《ζd《δ2%、且δ1%《ζq《δ2%,则过渡调节指令兼顾无功功率和有功功率,输出调节有功功率和无功功率的过渡调节指令s4;若ζd》δ2%或ζq》δ2%,则输出暂态调节指令,包括:当ζd》δ2%、ζq《δ2%,则暂态调节指令以调节有功功率为主,输出调节有功功率的暂态调节指令s5;当ζd《δ2%、ζd》δ2%,则暂态调节指令以调无功功率为主,输出调节无功功率输出的暂态调节指令s6。
20.步骤4,所述dsp控制装置接收到et事件触发装置发出的控制指令信号后,采用预设的、对应控制指令信号的控制方法对接收到的三相电流和负载侧电流数据进行处理,得到对应的、用于驱动所述apf源滤波主电路中开关器件工作的开关触发信号;更为优选地,所述步骤4,采用预设的、对应控制指令信号的控制方法对接收到的三相电流和负载侧电流数据进行处理,具体的:若dsp控制装置接收到et事件触发装置发出的控制指令信号为稳态调节指令s1,则所述dsp控制装置输出对apf源滤波主电路中开关器件开关频率的约束控制指令,以提高控制器控制精度为目标;若dsp控制装置接收到et事件触发装置发出的控制指令信号为过渡调节指令s2、s3或s4,则所述dsp控制装置输出用于加快apf源滤波主电路中开关器件开关误差衰减速度、以及开关精度的约束控制指令,即以加快误差衰减速度为目标;若dsp控制装置接收到et事件触发装置发出的控制指令信号为暂态调节指令s5或s6,则所述dsp控制装置输出用于提高apf源滤波主电路中开关器件的调节速度、以及开关
稳定性的约束控制指令,即以提高系统调节速度为目标。
21.步骤5,apf源滤波主电路接收到dsp控制装置传来的开关触发信号后,按照开关触发信号相应的开关触发方式对apf源滤波主电路的所有开关管进行开通和关断,使其产生一个用于谐波的动态跟踪补偿、与负载谐波电流反方向的补偿电流注入电网;经过滤波后,负载侧得到实时精准的电能,能够安全、稳定的工作。
22.有益效果:与现有技术方案相比,本发明所提供的这种技术方案的有益效果如下:本发明提供的这种技术方案,通过ad采样单元获取采样数据,et事件触发装置根据获得的采样数据进行分析,判断系统具体的运行工况,触发控制装置的对应控制方式,从而产生相应的开关驱动信号,控制apf源滤波主电路中的开关器件产生精确的补偿电流。所述检测模块可以实现对负载侧电流信息的采集和保护,ad采样单元可将模拟信号转换为采样数据,et事件触发装置可以实现坐标变换、逻辑判断、控制指令输出等功能,提高系统的效率,控制器在不同状态指令下控制apf源滤波主电路完成et事件触发装置传输的状态指令,具备电压电流环的控制、pwm信号的输出等功能。
23.进一步的,本发明的这种技术方案,还通过事件触发装置将工况进行了非常细致的划分,且各种工况下对应控制策略是结合实际工程经验来具体构建,因此确保了本发明能够快速适应工况的变化,并进行相应的控制调整,确保apf工作的可靠性。
24.本方案在控制器设计过程中考虑了响应速度、开关损耗等因素,确保在事件触发装置中逻辑判断模块确定工况后,能够实现更为合理有效的控制调节,提高apf对电能质量的调节速度和控制精度。
附图说明
25.本发明的前述和下文具体描述在结合以下附图阅读时变得更清楚,附图中:图1为本发明这种事件触发控制装置的结构示意图。
具体实施方式
26.下面通过几个具体的实施例来进一步说明实现本发明目的技术方案,需要说明的是,本发明要求保护的技术方案包括但不限于以下实施例。
27.实施例1作为本发明事件触发控制装置的一种具体的实施方案,本实施例提供的这种基于有源电力滤波器的事件触发控制装置,如图1,包括apf源滤波主电路,以及设置有检测模块、ad采样单元、et事件触发装置和dsp控制装置的apf控制系统,。
28.具体的,所述检测模块的输入端连接在非线性负载侧的三相电源电网上、输出端连接至所述ad采样单元的输入端;所述ad采样单元的输出端分别与所述et事件触发装置和dsp控制装置的输入端相连;et事件触发装置的输出端与dsp控制器的输入端相连,同时将采样控制信号输出反馈至所述ad采样单元;dsp控制器的驱动信号输出端连接至所述apf源滤波主电路,apf源滤波主电路的输出端连接回所述非线性负载侧的三相电源电网中,该有源电力滤波器事件触发装置通过分析不同控制方法在性能上的特点,与复杂工况下的具体需求相结合,合理的分配控制策略,使得apf系统能够快速跟踪目标电流,提高系统暂态调
节的响应速度和稳态补偿精度,减少稳态开关损耗,提升有源电力滤波器的治理效果。
29.优选地,所述ad采样单元为ads7809高精度ad采集芯片,检测模块采用霍尔电压/电流传感器将检测到的电源侧实际电流送入ads7809高精度ad采集芯片,ad采集芯片对负载侧电流的模拟信号进行采样调理后转化为采样数据,通过数据总线同时送入事et事件触发装置和控制器中,并且进一步的,所述et事件触发装置为cpld复杂可编程逻辑器件,et事件触发装置可以选用epm7128stc100的cpld芯片;而所述dsp控制器则可以选用型号tms320f28335的ti高性能32位浮点dsp处理器,对应的,基于上述选择,所述ad采样单元与所述et事件触发装置和dsp控制器之间通过数据总线控制相连。
30.通过ad采样单元获取采样数据,et事件触发装置根据获得的采样数据进行分析,判断系统具体的运行工况,触发控制装置的对应控制方式,从而产生相应的开关驱动信号,控制apf源滤波主电路中的开关器件产生精确的补偿电流。所述检测模块可以实现对负载侧电流信息的采集和保护,ad采样单元可将模拟信号转换为采样数据,et事件触发装置可以实现坐标变换、逻辑判断、控制指令输出等功能,提高系统的效率,控制器在不同状态指令下控制apf源滤波主电路完成et事件触发装置传输的状态指令,具备电压电流环的控制、pwm信号的输出等功能。
31.基于上述方案,更为具体的,所述et事件触发装置中包括坐标变换模块、偏差计算模块和逻辑判断模块,ad采样单元的信号输入所述et事件触发装置后,通过坐标变换模块对信号进行坐标变换处理、然后传输至偏差计算模块中进行偏差计算、接着传输至逻辑判断模块中进行逻辑判断后向dsp控制器输出判断结果作为指令信号、以及向ad采样单元反馈采样控制信号。
32.实施例2作为本发明事件触发控制装置控制方法的一种具体的实施方案,对应上述实施例1的技术方案,这种控制方法包括以下步骤:步骤1,如图1,将事件触发控制装置接入非线性负载侧的三相电源电网中,三相电源电网供电方向上,电源信号自事件触发控制装置的检测模块的输入端连入、自事件触发控制装置的apf源滤波主电路的输出端回到三相电源电网中。
33.步骤2,事件触发控制装置的检测模块通过霍尔电压/电流传感器采集非线性负载侧的三相电源电网中实际电流的模拟信号,并输送至事件触发控制装置的ad采样单元中,ad采样单元对模拟信号进行采样调理后转化为采样数据,通过数据总线同时送入事件触发控制装置的et事件触发装置和dsp控制装置中。
34.步骤3,所述et事件触发装置根据预设的不同情况下的调节需求定义事件触发条件对所述采样数据进行处理,经过坐标变换电路以后计算其与参考值的偏差,然后送入逻辑判断电路计算输出的指令信号,并输出控制指令给所述dsp控制装置中。
35.步骤4,所述dsp控制装置接收到et事件触发装置发出的控制指令信号后,采用预设的、对应控制指令信号的控制方法对接收到的三相电流和负载侧电流数据进行处理,得到对应的、用于驱动所述apf源滤波主电路中开关器件工作的开关触发信号。
36.步骤5,apf源滤波主电路接收到dsp控制装置传来的开关触发信号后,按照开关触发信号相应的开关触发方式对apf源滤波主电路的所有开关管进行开通和关断,使其产生一个用于谐波的动态跟踪补偿、与负载谐波电流反方向的补偿电流注入电网;经过滤波后,
负载侧得到实时精准的电能,能够安全、稳定的工作。
37.即,ad采样单元获取负载侧电源供电的采样数据,et事件触发装置根据获得的采样数据进行分析并判断系统具体的运行工况、触发控制装置的对应控制方式,从而产生相应的开关驱动信号,控制apf源滤波主电路中的开关器件产生精确的补偿电流,能够快速适应工况的变化,并进行相应的控制调整,确保apf工作的可靠性;并且考虑了响应速度、开关损耗等因素开展控制器设计,可提高apf对电能质量的调节速度和控制精度。
38.实施例3作为本发明事件触发控制装置控制方法的一种更为具体的实施方案,对应上述实施例1的技术方案,这种控制方法包括以下步骤:步骤1,如图1,将事件触发控制装置接入非线性负载侧的三相电源电网中,三相电源电网供电方向上,电源信号自事件触发控制装置的检测模块的输入端连入、自事件触发控制装置的apf源滤波主电路的输出端回到三相电源电网中。
39.步骤2,事件触发控制装置的检测模块通过霍尔电压/电流传感器采集非线性负载侧的三相电源电网中实际电流的模拟信号,并输送至事件触发控制装置的ad采样单元中,ad采样单元对模拟信号进行采样调理后转化为采样数据,具体的,所述采样数据为三相源侧模拟电流(ia,ib,ic),通过数据总线同时送入事件触发控制装置的et事件触发装置和dsp控制装置中。
40.步骤3,所述et事件触发装置根据预设的不同情况下的调节需求定义事件触发条件对所述采样数据进行处理,经过坐标变换电路以后计算其与参考值的偏差,然后送入逻辑判断电路计算输出的指令信号,并输出控制指令给所述dsp控制装置中。
41.并且,所述et事件触发装置收到三相源侧模拟电流(ia,ib,ic)后:首先,经过坐标变换模块对信号进行坐标变换处理,得到三相电源侧电流的旋转直流分量id、iq值,坐标变换方法中park变换在电力系统谐波检测中的应用,可以采用现有成熟技术,比如文献(s.a.soliman,park’s transformation applicationfor power system harmonics identificationand measurements,electric power componentsand systems,2003,31(8):777-789)中park变换在电力系统谐波检测中的应用方法。
42.然后,将所述直流分量id、iq值与参考电流值i
d_ref
、i
q_ref
求差,得到差值ζd、ζq值,即ζd=id−id_ref
,ζq=iq−iq_ref
,不同的ζd、ζq值对应不同的调节需求,取δ1%=λ1k、δ2%=2λ1k作为逻辑判断依据,其中,k的值取决于电网所允许的电流最大总谐波畸变率(thd),λ1《0.5,λ1可采用工程经验阈值,比如取0.1、0.2、0.3、0.4等,λ1越小,稳态控制精度越高,开关频率也越高,因此可根据开关频率阈值取λ1下限值。
43.并且,为了得到单位功率因数,提升供电质量,所述i
q_ref
=0,i
d_ref
的值根据与非线性负载侧的先验阈值关系设定。
44.即,给定参考电流值i
d_ref
、i
q_ref
取决于实际应用工况和背景,并且引入总谐波失真(thd)量δ1%、δ2%作为逻辑判断依据,其中δ1《δ2;最后将ζd、ζq送入逻辑判断模块判断触发的不同事件,输出对应的指令。
45.更为具体的,所述逻辑判断电路计算输出的指令信号,具体的:若ζd《δ1%且ζq《δ1%,则输出稳态调节指令s1;若δ1%《ζd《δ2%或δ1%《ζq《δ2%,则输出过渡调节指令,包括:当δ1%《ζd《δ2%、ζq《
δ1%,则过渡调节指令以调有功功率为主,输出调节有功功率的过渡调节指令s2;当ζd《δ1%、δ1%《ζq《δ2%,则过渡调节指令以调节无功功率为主,输出调节无功功率的过渡调节指令s3;当δ1%《ζd《δ2%、且δ1%《ζq《δ2%,则过渡调节指令兼顾无功功率和有功功率,输出调节有功功率和无功功率的过渡调节指令s4;若ζd》δ2%或ζq》δ2%,则输出暂态调节指令,包括:当ζd》δ2%、ζq《δ2%,则暂态调节指令以调节有功功率为主,输出调节有功功率的暂态调节指令s5;当ζd《δ2%、ζd》δ2%,则暂态调节指令以调无功功率为主,输出调节无功功率输出的暂态调节指令s6。
46.步骤4,所述dsp控制装置接收到et事件触发装置发出的控制指令信号后,采用预设的、对应控制指令信号的控制方法对接收到的三相电流和负载侧电流数据进行处理,得到对应的、用于驱动所述apf源滤波主电路中开关器件工作的开关触发信号具体的:若dsp控制装置接收到et事件触发装置发出的控制指令信号为稳态调节指令s1,则所述dsp控制装置输出对apf源滤波主电路中开关器件开关频率的约束控制指令,以提高控制器控制精度为目标。
47.若dsp控制装置接收到et事件触发装置发出的控制指令信号为过渡调节指令s2、s3或s4,则所述dsp控制装置输出用于加快apf源滤波主电路中开关器件开关误差衰减速度、以及开关精度的约束控制指令,即以加快误差衰减速度为目标。
48.若dsp控制装置接收到et事件触发装置发出的控制指令信号为暂态调节指令s5或s6,则所述dsp控制装置输出用于提高apf源滤波主电路中开关器件的调节速度、以及开关稳定性的约束控制指令,即以提高系统调节速度为目标。
49.步骤5,apf源滤波主电路接收到dsp控制装置传来的开关触发信号后,按照开关触发信号相应的开关触发方式对apf源滤波主电路的所有开关管进行开通和关断,使其产生一个用于谐波的动态跟踪补偿、与负载谐波电流反方向的补偿电流注入电网;经过滤波后,负载侧得到实时精准的电能,能够安全、稳定的工作。

技术特征:


1.一种基于有源电力滤波器的事件触发控制装置,其特征在于:包括apf源滤波主电路,以及设置有检测模块、ad采样单元、et事件触发装置和dsp控制装置的apf控制系统;所述检测模块的输入端连接在非线性负载侧的三相电源电网上、输出端连接至所述ad采样单元的输入端;所述ad采样单元的输出端分别与所述et事件触发装置和dsp控制装置的输入端相连;et事件触发装置的输出端与dsp控制器的输入端相连,同时将采样控制信号输出反馈至所述ad采样单元;dsp控制器的驱动信号输出端连接至所述apf源滤波主电路,apf源滤波主电路的输出端连接回所述非线性负载侧的三相电源电网中。2.如权利要求1所述的一种基于有源电力滤波器的事件触发控制装置,其特征在于:所述ad采样单元为ads7809高精度ad采集芯片。3.如权利要求1所述的一种基于有源电力滤波器的事件触发控制装置,其特征在于:所述dsp控制器为型号tms320f28335的ti高性能32位浮点dsp处理器。4.如权利要求1、2或3所述的一种基于有源电力滤波器的事件触发控制装置,其特征在于:所述ad采样单元与所述et事件触发装置和dsp控制器之间通过数据总线控制相连。5.如权利要求1、2或3所述的一种基于有源电力滤波器的事件触发控制装置,其特征在于:所述et事件触发装置为cpld复杂可编程逻辑器件,优选地,如型号epm7128stc100的cpld通用芯片,et事件触发装置中包括坐标变换模块、偏差计算模块和逻辑判断模块,ad采样单元的信号输入所述et事件触发装置后,通过坐标变换模块对信号进行坐标变换处理、然后传输至偏差计算模块中进行偏差计算、接着传输至逻辑判断模块中进行逻辑判断后向dsp控制器输出判断结果作为指令信号、以及向ad采样单元反馈采样控制信号。6.一种基于有源电力滤波器的事件触发控制装置的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1,将事件触发控制装置接入非线性负载侧的三相电源电网中,三相电源电网供电方向上,电源信号自事件触发控制装置的检测模块的输入端连入、自事件触发控制装置的apf源滤波主电路的输出端回到三相电源电网中;步骤2,事件触发控制装置的检测模块通过霍尔电压/电流传感器采集非线性负载侧的三相电源电网中实际电流的模拟信号,并输送至事件触发控制装置的ad采样单元中,ad采样单元对模拟信号进行采样调理后转化为采样数据,通过数据总线同时送入事件触发控制装置的et事件触发装置和dsp控制装置中;步骤3,所述et事件触发装置根据预设的不同情况下的调节需求定义事件触发条件对所述采样数据进行处理,经过坐标变换电路以后计算其与参考值的偏差,然后送入逻辑判断电路计算输出的指令信号,并输出控制指令给所述dsp控制装置中;步骤4,所述dsp控制装置接收到et事件触发装置发出的控制指令信号后,采用预设的、对应控制指令信号的控制方法对接收到的三相电流和负载侧电流数据进行处理,得到对应的、用于驱动所述apf源滤波主电路中开关器件工作的开关触发信号;步骤5,apf源滤波主电路接收到dsp控制装置传来的开关触发信号后,按照开关触发信号相应的开关触发方式对apf源滤波主电路的所有开关管进行开通和关断,使其产生一个用于谐波的动态跟踪补偿、与负载谐波电流反方向的补偿电流注入电网。7.如权利要求6所述的一种基于有源电力滤波器的事件触发控制装置的控制方法,其特征在于,所述步骤3,具体的,所述采样数据为三相源侧模拟电流(i
a
,i
b
,i
c
),所述et事件
触发装置收到三相源侧模拟电流(i
a
,i
b
,i
c
)后:首先,经过坐标变换模块对信号进行坐标变换处理,得到三相电源侧电流的旋转直流分量i
d
、i
q
值。然后,将所述直流分量i
d
、i
q
值与参考电流值i
d_ref
、i
q_ref
求差,得到差值ζ
d
、ζ
q
值,即ζ
d
=i
d

i
d_ref
,ζ
q
=i
q

i
q_ref
,取δ1%=λ1k、δ2%=2λ1k作为逻辑判断依据,其中,k的值取决于电网所允许的电流最大总谐波畸变率(thd),λ1<0.5,λ1采用工程经验阈值。8.如权利要求7所述的一种基于有源电力滤波器的事件触发控制装置的控制方法,其特征在于,所述i
q_ref
=0,i
d_ref
的值根据与非线性负载侧的先验阈值关系设定。9.如权利要求6所述的一种基于有源电力滤波器的事件触发控制装置的控制方法,其特征在于,所述步骤3中,逻辑判断电路计算输出的指令信号,具体的:若ζ
d
<δ1%且ζ
q
<δ1%,则输出稳态调节指令s1;若δ1%<ζ
d
<δ2%或δ1%<ζ
q
<δ2%,则输出过渡调节指令,包括:当δ1%<ζ
d
<δ2%、ζ
q
<δ1%,则过渡调节指令以调有功功率为主,输出调节有功功率的过渡调节指令s2;当ζ
d
<δ1%、δ1%<ζ
q
<δ2%,则过渡调节指令以调节无功功率为主,输出调节无功功率的过渡调节指令s3;当δ1%<ζ
d
<δ2%、且δ1%<ζ
q
<δ2%,则过渡调节指令兼顾无功功率和有功功率,输出调节有功功率和无功功率的过渡调节指令s4;若ζ
d
>δ2%或ζ
q
>δ2%,则输出暂态调节指令,包括:当ζ
d
>δ2%、ζ
q
<δ2%,则暂态调节指令以调节有功功率为主,输出调节有功功率的暂态调节指令s5;当ζ
d
<δ2%、ζ
d
>δ2%,则暂态调节指令以调无功功率为主,输出调节无功功率输出的暂态调节指令s6。10.如权利要求6所述的一种基于有源电力滤波器的事件触发控制装置的控制方法,其特征在于,所述步骤4,采用预设的、对应控制指令信号的控制方法对接收到的三相电流和负载侧电流数据进行处理,具体的:若dsp控制装置接收到et事件触发装置发出的控制指令信号为稳态调节指令s1,则所述dsp控制装置输出对apf源滤波主电路中开关器件开关频率的约束控制指令;若dsp控制装置接收到et事件触发装置发出的控制指令信号为过渡调节指令s2、s3或s4,则所述dsp控制装置输出用于加快apf源滤波主电路中开关器件开关误差衰减速度、以及开关精度的约束控制指令;若dsp控制装置接收到et事件触发装置发出的控制指令信号为暂态调节指令s5或s6,则所述dsp控制装置输出用于提高apf源滤波主电路中开关器件的调节速度、以及开关稳定性的约束控制指令。

技术总结


本发明属于石油电力系统技术领域,具体涉及一种基于有源电力滤波器的事件触发控制装置及控制方法,通过AD采样单元获取采样数据,ET装置根据获得的采样数据进行分析,判断系统具体的运行工况,触发控制装置的对应控制方式,从而产生相应的开关驱动信号,控制APF中的开关器件产生精确的补偿电流。所述检测模块可以实现对负载侧电流信息的采集和保护,AD采样调理电路可将模拟信号转换为采样数据,ET装置可以实现坐标变换、逻辑判断、控制指令输出等功能,提高系统的效率,控制器在不同状态指令下控制APF装置完成ET装置传输的状态指令,具备电压电流环的控制、PWM信号的输出等功能。PWM信号的输出等功能。PWM信号的输出等功能。


技术研发人员:

喻向阳 李强 马鹏程 吕小峰 饶建国 窦文彬 孙元岗

受保护的技术使用者:

中国石油集团川庆钻探工程有限公司

技术研发日:

2021.07.14

技术公布日:

2023/1/16


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本文链接:http://www.wtabcd.cn/zhuanli/patent-1-78116-0.html

来源:专利查询检索下载-实用文体写作网版权所有,转载请保留出处。本站文章发布于 2023-01-25 21:36:13

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