[发明专利]一种电力电子装置的测量同步方法及其系统

说明书

本发明涉及一种电力电子装置的测量同步方法及其系统，所述方法包括数据传输方法、周期可变采样方法和过零同步方法。所述系统包括AD数据采样模块、AD数据接收和存储模块、AD数据封装模块、AD数据发送模块、电网电压数据分析模块、过零时刻计算模块、同步信号发送、锁相环模块、电网频率实时计算模块和采样周期调节模块。本发明所设计的解决方案结构简单新颖，非常适合在数字信号处理芯片上实现，具有方法简洁、应用灵活、便于实现等优点。本发明能够实时跟踪电网频率，特别是在电网频率波动较大时能够准确的计算出实际的电压、电流与无功值。本发明适用范围广，不仅可应用于FACTS装置，还可推广到所有需要实现周期可变采样和过零同步功能的电力电子装置中。

技术领域

本发明涉及一种测量同步方法及其系统，具体讲涉及一种电力电子装置的测量同步方法及其系统。

背景技术

现代电力系统主要特点是：超大容量机组、超高压甚至特高压输电、远距离输电、大规模交直流互联电网、较高的自动化水平、市场化机制等。在世界范围内，能源和经济发展的不平衡、电力市场的发展，促进了大区电网的互联，电网通过互联形成了越来越大的现代电力系统。电力系统互联可以实现最大地理范围内资源优化利用，发挥大电网互联的错峰调峰、水火互济、跨区域补偿调节、互为备用和调节余缺等联网效益。

我国能源分布和经济发展极不均衡的基本国情，决定了能源资源必须在全国范围内优化配置。随着国家能源开发的西移和北移，能源产地与能源消费地区之间的能源输送距离越来越远、规模越来越大。因此，必须建设满足远距离大容量输电的坚强电网，才能促进煤电就地转化和水电大规模开发，提高能源利用效率，实现跨地区、跨流域水火互济，将清洁的电能从西部和北部大规模输送到中、东部地区，支撑经济、社会的快速发展。灵活交流输电(FACTS)技术以其响应速度快、无机械运动部件以及智能化控制的特点，而明显优于传统的电力系统潮流和稳定控制措施。它可以充分利用现有电网资源，实现对电力系统电压、线路阻抗、相位角、功率潮流的连续调节控制，从而大幅提高输电线路输送能力和提高电力系统稳定水平，降低输电成本。

推广应用先进的FACTS装置如TCSC、SVC等，需要高性能的测量控制触发系统来保证装置整体性能指标，需要对电网电压、电流进行高精度测量、快速跟踪，特别是保证对晶闸管的过零同步触发。传统的电力电子装置对电网电压、电流的测量一般采用定时采样，即按照固定的采样时间间隔把模拟量转化为数字量。在理想的电网中定时采样测量的电压与电流很准确，但是只要电网受到污染，特别是电网的频率发生偏移之后，定时采样计算得到的电压与电流有效值就会有误差，电网电压的过零就会发生变化或抖动，特别是电网电压谐波污染比较严重时，计算出的值与实际值偏差比较大，这样会导致触发晶闸管时也会有较大的误差，很难达到预期的效果，严重时还会有谐波放大的可能。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提出一种电力电子装置的测量同步方法及其系统，具体涉及利用周期可变采样和过零同步方法，实现在各种工况下对电网电压的精确检测和同步信号的准确生成，从而显著提高装置的整体性能。该方法没有新增任何功能电路，着眼于跟踪并分析电网电压的实时频率，通过自动调整采样周期和采用灵活的过零同步算法，实现在各种工况下对电网电压的精确检测和同步信号的准确生成，从而显著提高装置的整体性能。本发明能够对采样到的电流、电压等模拟量进行分析，通过数字锁相环对电网电压进行锁相，获取电网电压的实时频率。本发明可以根据锁相得到的电网电压实时频率灵活调整采样周期，实现周期可变采样，进而可以根据实际需要进行定时采样或整周期采样。本发明可以通过多种算法计算电网电压的过零时刻，且具备综合各种算法结果的功能，产生的过零同步信号通过专用的物理通道输出。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

一种电力电子装置的测量同步方法，其改进之处在于，所述方法包括数据传输方法、周期可变采样方法和过零同步方法。

优选的，所述数据传输方法包括

(2.1)AD数据采样模块对模拟量采样；