[发明专利]有源电力滤波器内嵌的电压相序自识别自适应装置及方法

说明书

本发明公开了一种有源电力滤波器内嵌的电压相序自识别自适应装置及方法，包含系统电压调理模块、系统电流调理模块、发出电流调理模块、二阶低通滤波正交模块、鉴相模块、二阶通直隔交模块、相序判断模块、电压相序切换模块、系统电流相序切换模块和发出电流相序切换模块。本发明采用二阶低通滤波器和二阶通直隔交模块，去除谐波和干扰对相序判断的影响；采用滞环比较作为换相判断依据，保证在电压正常范围内换相判断准确可靠，在电压异常时，保持原先正常时的判断，提高相序判断的抗干扰性能。

技术领域

本发明涉及一种电压相序自识别自适应装置及方法，特别是一种有源电力滤波器内嵌的电压相序自识别自适应装置及方法，属于电力电子变流器技术领域。

背景技术

在电子变流器领域中，无论变频器还是有源电力滤波器，都需要检测三相电压相序。如果这些变流器接线出现错序，会导致设备不能正常运转的问题，例如变频器所带的电机反转，有源电力滤波器不能使直流侧电压稳定，导致设备故障甚至损坏。

目前常用的电压相序检测方法主要为过零检测法、基波相位角度计算比较法和旋转坐标法。过零检测法通过判断过零的依次顺序或判断任意过零时其余两相的电压值判断电压相序，这种方法在存在谐波和干扰导致出现多次过零时，导致误判，可靠性不高；基波相位角度计算比较法通过需要通过较高的采样率，经CPU处理计算以保证精度，计算量较大。旋转坐标法通过对三相电压进行坐标变换后获得Q轴分量Uq，并按正序进行锁相，通过判断锁相环反馈回来的Uq和实际Uq的偏差，判断偏差是否超过设定误差范围。此法在电网低次谐波较大时，Uq的偏差极可能超出设定范围，产生误判。

现有技术中，电力有源滤波器要求按照电压正序的方式接入电网中。设备在上电后检测接入电网电压相序为负序时，采取封锁设备，发出报警，提醒用户断电重新更改接线。现有处理技术，增大了安装难度，降低了安装工作的效率。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种有源电力滤波器内嵌的电压相序自识别自适应装置及方法，提高电压相序判断的准确性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

一种有源电力滤波器内嵌的电压相序自识别自适应装置，其特征在于：包含系统电压调理模块、系统电流调理模块、发出电流调理模块、二阶低通滤波正交模块、鉴相模块、二阶通直隔交模块、相序判断模块、电压相序切换模块、系统电流相序切换模块和发出电流相序切换模块；

系统电压调理模块接入三相电网中，将电网高电压UA、UB、UC调理成第一低电压信号Ua、第二低电压信号Ub、第三低电压信号Uc；系统电流调理模块将三相系统一次CT的电流信号IA、IB、IC分别调理成第一系统电流信号Ia、第二系统电流信号Ib、第三系统电流信号Ic；发出电流调理模块将三相霍尔电流互感器的输出IFA、IFB、IFC分别调理成第一发出电流信号Ifa、第二发出电流信号Ifb、第三发出电流信号Ifc；

将调理后的第一低电压信号Ua和第二低电压信号Ub作为二阶低通滤波正交模块的输入信号，输出含有第一低电压信号与第二低电压信号的差分信号基波分量的正交信号Uab*；正交信号Uab*和第二低电压信号Ub与第三低电压信号Uc的差分信号Ubc作为鉴相模块的输入；鉴相模块的输出Um送入到二阶通直隔交模块；二阶通直隔交模块的输出Umd送入相序判断模块；相序判断模块输出相序判断标识S；相序判断标识S和第二低电压信号Ub、第三低电压信号Uc作为电压相序切换模块的输入；电压相序切换模块输出与电压正序匹配的第二低电压信号Ub*、第三低电压信号Uc*；

相序判断标识S和第二系统电流信号Ib、第三系统电流信号Ic作为系统电流相序切换模块的输入；系统电流相序切换模块输出与电压正序匹配的第二系统电流信号Ib*、第三系统电流信号Ic*；

相序判断标识S和第二发出电流信号Ifb、第三发出电流信号Ifc作为发出电流相序切换模块的输入；发出电流相序切换模块输出与电压正序匹配的第二发出电流信号Ifb*、第三发出电流信号Ifc*。