能量回饋并網(wǎng)逆變器的相序識別方法和系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能量回饋并網(wǎng)逆變器的相序識別方法和系統(tǒng)，其中方法包括步驟：獲取電網(wǎng)三相實時的輸入電壓；根據(jù)設定的采樣周期分別對進行相序比較的兩相的輸入電壓進行采樣；根據(jù)連續(xù)N次采樣的采樣值確定輸入電壓的變化趨勢，并判斷出兩相輸入電壓相同的單調(diào)變化區(qū)間；其中，N≥2，所述單調(diào)變化區(qū)間包括單調(diào)遞增區(qū)間或單調(diào)遞減區(qū)間；在所述單調(diào)變化區(qū)間中兩相的輸入電壓的采樣值大小進行比較，確定兩相的相序關系。本發(fā)明的技術(shù)，可實現(xiàn)實時對電網(wǎng)三相相序的識別，從而實現(xiàn)自動調(diào)整并網(wǎng)控制策略，可以有效提高能量回饋變頻器對于電網(wǎng)的適應性，減小對于輸入電感的沖擊，提高整個檢測過程的工作效率，提高現(xiàn)場并網(wǎng)安裝效率。
【專利說明】能量回饋并網(wǎng)逆變器的相序識別方法和系統(tǒng)
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及電力工程【技術(shù)領域】，特別是涉及一種能量回饋并網(wǎng)逆變器的相序識別方法和系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]一般情況下，能量回饋并網(wǎng)逆變器的控制策略都是基于電網(wǎng)正序的條件下設計的，所以這些設備應用時，需要與正相的三相電進行接線。
[0003]但在工業(yè)現(xiàn)場很多實際情況下，三相電纜并沒有關于相序的標識，例如在電梯能量回饋并網(wǎng)中，在將電梯能量回饋變頻器接入電網(wǎng)之前，由于缺乏相序的標識，需要通過安裝人員采用專用的相序檢測裝置判斷電源相序，才能保證能量回饋變頻器正常工作。
[0004]上述技術(shù)手段判斷電源相序，難以實現(xiàn)自動調(diào)整并網(wǎng)控制策略，能量回饋變頻器對于電網(wǎng)的適應性相對較差，整個檢測過程的工作效率較低，影響現(xiàn)場并網(wǎng)安裝效率。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]基于此，有必要針對檢測過程的工作效率較低，影響現(xiàn)場并網(wǎng)安裝效率的問題，提供一種能量回饋并網(wǎng)逆變器的相序識別方法和系統(tǒng)。
[0006]一種能量回饋并網(wǎng)逆變器的相序識別方法，包括如下步驟:
[0007]獲取電網(wǎng)三相實時的輸入電壓；
[0008]根據(jù)設定的采樣周期分別對進行相序比較的兩相的輸入電壓進行采樣；
[0009]根據(jù)連續(xù)N次采樣的采樣值確定輸入電壓的變化趨勢，并判斷出兩相輸入電壓相同的單調(diào)變化區(qū)間；其中，N ^ 2，所述單調(diào)變化區(qū)間包括單調(diào)遞增區(qū)間或單調(diào)遞減區(qū)間；
[0010]在所述單調(diào)變化區(qū)間中兩相的輸入電壓的采樣值大小進行比較，確定兩相的相序關系。
[0011]一種能量回饋并網(wǎng)逆變器的相序識別系統(tǒng)，包括:
[0012]獲取模塊，用于獲取電網(wǎng)三相實時的輸入電壓；
[0013]采樣模塊，用于根據(jù)設定的采樣周期分別對進行相序比較的兩相的輸入電壓進行采樣；
[0014]判斷模塊，用于根據(jù)連續(xù)N次采樣的采樣值確定輸入電壓的變化趨勢，并判斷出兩相輸入電壓相同的單調(diào)變化區(qū)間；其中，N ^ 2，所述單調(diào)變化區(qū)間包括單調(diào)遞增區(qū)間或單調(diào)遞減區(qū)間；
[0015]識別模塊，用于在所述單調(diào)變化區(qū)間中兩相的輸入電壓的采樣值大小進行比較，確定兩相的相序關系。
[0016]上述能量回饋并網(wǎng)逆變器的相序識別方法和系統(tǒng)，利用電網(wǎng)實時的輸入電壓數(shù)據(jù)，根據(jù)兩相的輸入電壓的采樣值確定輸入電壓的變化趨勢，并判斷出兩相輸入電壓相同的單調(diào)變化區(qū)間，在單調(diào)變化區(qū)間中進行采樣值大小比較確定兩相的相序關系；可實現(xiàn)實時對電網(wǎng)三相相序的識別，從而實現(xiàn)自動調(diào)整并網(wǎng)控制策略，可以有效提高能量回饋變頻器對于電網(wǎng)的適應性，減小對于輸入電感的沖擊，提高檢測過程的工作效率，提高現(xiàn)場并網(wǎng)安裝效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為一個實施例的能量回饋并網(wǎng)逆變器的相序識別方法流程圖；
[0018]圖2為電梯能量回饋并網(wǎng)的硬件平臺結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖3為一個實施例的能量回饋并網(wǎng)逆變器的相序識別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4為獲取模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的能量回饋并網(wǎng)逆變器的相序識別方法和系統(tǒng)的【具體實施方式】作詳細描述。
[0022]本發(fā)明的技術(shù)方案，可以適用于各種工業(yè)現(xiàn)場中能量回饋并網(wǎng)逆變器的相序識另IJ，例如電梯能量回饋并網(wǎng)逆變器的控制策略設計場景中對三相電纜的相序識別。
[0023]參見圖1所示，圖1為一個實施例的能量回饋并網(wǎng)逆變器的相序識別方法流程圖，包括如下步驟:
[0024]步驟S10，獲取電網(wǎng)三相實時的輸入電壓。
[0025]此步驟中，主要是實時對電網(wǎng)三相電壓數(shù)據(jù)的采集，從而可以進一步利用這些實時電壓數(shù)據(jù)對電網(wǎng)三相相序的識別，實現(xiàn)自動調(diào)整并網(wǎng)控制策略。
[0026]在一個實施例中，所述步驟SlO的獲取電網(wǎng)三相實時的輸入電壓的步驟，可以包括如下:
[0027]實時采集電網(wǎng)的線電壓信號；
[0028]對所述線電壓信號進行信號調(diào)理；
[0029]將信號調(diào)理后的線電壓信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換；
[0030]將數(shù)字化的線電壓進行相電壓轉(zhuǎn)換，獲得三相的實時電壓；
[0031 ] 對所述實時電壓進行低通濾波得到三相的輸入電壓。
[0032]通過上述方式，可以獲得穩(wěn)定的電網(wǎng)三相的輸入電壓。
[0033]步驟S20，根據(jù)設定的采樣周期分別對進行相序比較的兩相的輸入電壓進行采樣。
[0034]本發(fā)明的技術(shù)方案，可以通過兩兩比較的方式，分別判斷出電網(wǎng)A、B、C三相之間的相序關系，此步驟中，根據(jù)選擇的兩兩相序比較的兩相，采用設定的周期分別對兩相的輸入進行采樣；一般情況下，采樣周期可以為0.1毫秒。
[0035]步驟S30，根據(jù)連續(xù)N次采樣的采樣值確定輸入電壓的變化趨勢，并判斷出兩相輸入電壓相同的單調(diào)變化區(qū)間；其中，N ^ 2，所述單調(diào)變化區(qū)間包括單調(diào)遞增區(qū)間或單調(diào)遞減區(qū)間。
[0036]在一個實施例中，步驟S30的判斷兩相輸入電壓相同的單調(diào)變化區(qū)間的方法，可以包括如下:
[0037]對第一相的輸入電壓進行連續(xù)N次米樣；其中，第K次米樣時刻的米樣值為Ul (K)，第 K+1 時刻的采樣值為 Ul (K+1)，UKl = Ul (K+D-U1 (K)；
[0038]對第二相的輸入電壓進行連續(xù)N次采樣；其中，第K次采樣時刻的采樣值為U2 (K)，第 K+1 時刻的采樣值為 U2 (K+1)，UK2 = U2 (K+1) -U2 (K)；
[0039]若連續(xù)N次采樣中出現(xiàn)UKl > 0、UK2 > 0，則判斷兩相的輸入電壓進入單調(diào)遞增區(qū)間；若連續(xù)N次采樣中出現(xiàn)UKl < 0、UK2 < 0，則判斷兩相的輸入電壓進入單調(diào)遞減區(qū)間。
[0040]步驟S40，在所述單調(diào)變化區(qū)間中兩相的輸入電壓的采樣值大小進行比較，確定兩相的相序關系。
[0041]此步驟中是通過同一單調(diào)變化區(qū)間中的輸入電壓采樣值大小兩兩比較確定相序關系。
[0042]在一個實施例中，對于步驟S40的將兩相的輸入電壓的采樣值大小進行比較確定相序關系的方法，具體包括如下:
[0043]在單調(diào)遞增區(qū)間中(即皿1>0、皿2>0)，若譏(1()>U2 (K), Ul (K+1) > U2 (K+1),則第一相的輸入相電壓相序超前于第二相輸入相電壓；
[0044]在單調(diào)遞增區(qū)間中(即皿1>0、皿2>0)，若譏(1()<U2 (K), Ul (K+1) < U2 (K+1),則第二相的輸入相電壓相序超前于第一相的輸入相電壓；
[0045]在單調(diào)遞減區(qū)間中(即皿1<0、皿2<0)，若譏(1()>U2 (K), Ul (K+1) > U2 (K+1),則第二相的輸入相電壓相序超前于第一相的輸入相電壓；
[0046]在單調(diào)遞減區(qū)間中(即皿1<0、皿2<0)，若譏(1()>U2 (K), Ul (K+1) > U2 (K+1),則第一相的輸入相電壓相序超前于第二相的輸入相電壓。
[0047]通過上述判定方式，可以確定兩相之間的相序關系，分別將電網(wǎng)A、B、C三相通過上述識別方式進行兩兩比較，就可以得到電網(wǎng)三相輸入電壓之間的相序關系。
[0048]本發(fā)明的技術(shù)方案，可實現(xiàn)實時對電網(wǎng)三相相序的識別，從而實現(xiàn)自動調(diào)整并網(wǎng)控制策略，可以有效提高能量回饋變頻器對于電網(wǎng)的適應性，減小對于輸入電感的沖擊，提高整個檢測過程的工作效率，提高現(xiàn)場并網(wǎng)安裝效率。
[0049]為了更加清晰本發(fā)明的技術(shù)方案，下面結(jié)合在電梯能量回饋并網(wǎng)中的應用，闡述電梯能量回饋并網(wǎng)的電網(wǎng)三相的相序識別應用實例。
[0050]圖2為本應用實例的電梯能量回饋并網(wǎng)的硬件平臺結(jié)構(gòu)示意圖；主要包括:整流側(cè)控制器，整流側(cè)變流器，升壓電感，輸入接觸器；本發(fā)明的能量回饋并網(wǎng)逆變器的相序識別方法可以基于整流側(cè)控制器中實現(xiàn)，通過接入電網(wǎng)電壓，可以得出三相電壓的相序關系，進而根據(jù)識別的電源相序輸出相應的驅(qū)動信號至整流側(cè)變流器和輸入接觸器，調(diào)整并網(wǎng)控制策略，可以實現(xiàn)對于電網(wǎng)任意相序的自適應并網(wǎng)控制。
[0051]參考圖3所示，圖3為一個實施例的能量回饋并網(wǎng)逆變器的相序識別系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖，包括:
[0052]獲取模塊10，用于獲取電網(wǎng)三相實時的輸入電壓；
[0053]采樣模塊20，用于根據(jù)設定的采樣周期分別對進行相序比較的兩相的輸入電壓進行采樣；
[0054]判斷模塊30，用于根據(jù)連續(xù)N次采樣的采樣值確定輸入電壓的變化趨勢，并判斷出兩相輸入電壓相同的單調(diào)變化區(qū)間；其中，N ^ 2，所述單調(diào)變化區(qū)間包括單調(diào)遞增區(qū)間或單調(diào)遞減區(qū)間；
[0055]識別模塊40，用于在所述單調(diào)變化區(qū)間中兩相的輸入電壓的采樣值大小進行比較，確定兩相的相序關系。
[0056]在一個實施例中，參考圖4所示，圖4為獲取模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，所述獲取模塊10，可以包括:
[0057]采集單元101，用于實時采集電網(wǎng)的線電壓信號；
[0058]調(diào)理單元102，用于對所述線電壓信號進行信號調(diào)理；
[0059]A/D單元103，用于將信號調(diào)理后的線電壓信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換；
[0060]轉(zhuǎn)換單元104，用于將數(shù)字化的線電壓進行相電壓轉(zhuǎn)換，獲得三相的實時電壓；[0061 ] 濾波單元105，用于對所述實時電壓進行低通濾波得到三相的輸入電壓。
[0062]在一個實施例中，所述判斷模塊30，可以進一步用于:
[0063]對第一相的輸入電壓進行連續(xù)N次米樣；其中，第K次米樣時刻的米樣值為Ul (K)，第 K+1 時刻的采樣值為 Ul (K+1)，UKl = Ul (K+D-U1 (K)；
[0064]對第二相的輸入電壓進行連續(xù)N次米樣；其中，第K次米樣時刻的米樣值為U2 (K)，第 K+1 時刻的采樣值為 U2 (K+1)，UK2 = U2 (K+1) -U2 (K)；
[0065]若連續(xù)N次采樣中出現(xiàn)UKl > 0、UK2 > 0，則判斷兩相的輸入電壓進入單調(diào)遞增區(qū)間；若連續(xù)N次采樣中出現(xiàn)UKl < 0、UK2 < 0，則判斷兩相的輸入電壓進入單調(diào)遞減區(qū)間。
[0066]在一個實施例中，所述識別模塊40，可以進一步用于:
[0067]在單調(diào)遞增區(qū)間中，若Ul (K) > U2(K)，U1(K+1) > U2 (K+1)，則第一相的輸入相電壓相序超前于第二相輸入相電壓；
[0068]在單調(diào)遞增區(qū)間中，若Ul (K) < U2(K)，U1(K+1) < U2 (K+1)，則第二相的輸入相電壓相序超前于第一相的輸入相電壓；
[0069]在單調(diào)遞減區(qū)間中，若Ul (K) > U2(K)，U1(K+1) > U2 (K+1)，則第二相的輸入相電壓相序超前于第一相的輸入相電壓；
[0070]在單調(diào)遞減區(qū)間中，若Ul (K) > U2(K)，U1(K+1) > U2 (K+1)，則第一相的輸入相電壓相序超前于第二相的輸入相電壓。
[0071]在一個實施例中，所述采樣周期可以為0.1毫秒。
[0072]本發(fā)明的能量回饋并網(wǎng)逆變器的相序識別系統(tǒng)與本發(fā)明的能量回饋并網(wǎng)逆變器的相序識別方法一一對應，在上述能量回饋并網(wǎng)逆變器的相序識別方法的實施例闡述的技術(shù)特征及其有益效果均適用于能量回饋并網(wǎng)逆變器的相序識別系統(tǒng)的實施例中，特此聲明。
[0073]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權(quán)利要求為準。
【權(quán)利要求】
1.一種能量回饋并網(wǎng)逆變器的相序識別方法，其特征在于，包括如下步驟: 獲取電網(wǎng)三相實時的輸入電壓； 根據(jù)設定的采樣周期分別對進行相序比較的兩相的輸入電壓進行采樣； 根據(jù)連續(xù)N次采樣的采樣值確定輸入電壓的變化趨勢，并判斷出兩相輸入電壓相同的單調(diào)變化區(qū)間；其中，N ^ 2，所述單調(diào)變化區(qū)間包括單調(diào)遞增區(qū)間或單調(diào)遞減區(qū)間； 在所述單調(diào)變化區(qū)間中兩相的輸入電壓的采樣值大小進行比較，確定兩相的相序關系O
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量回饋并網(wǎng)逆變器的相序識別方法，其特征在于，所述獲取電網(wǎng)三相實時的輸入電壓的步驟包括: 實時采集電網(wǎng)的線電壓信號； 對所述線電壓信號進行信號調(diào)理； 將信號調(diào)理后的線電壓信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換； 將數(shù)字化的線電壓進行相電壓轉(zhuǎn)換，獲得三相的實時電壓； 對所述實時電壓進行低通濾波得到三相的輸入電壓。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量回饋并網(wǎng)逆變器的相序識別方法，其特征在于，所述根據(jù)連續(xù)N次采樣的采樣值確定輸入電壓的變化趨勢，并判斷出兩相輸入電壓相同的單調(diào)變化區(qū)間的步驟包括: 對第一相的輸入電壓進行連續(xù)N次采樣；其中，第K次采樣時刻的采樣值為Ul (K)，第K+1 時刻的采樣值為 Ul (K+1)，UKl = Ul (K+1) - Ul (K)； 對第二相的輸入電壓進行連續(xù)N次采樣；其中，第K次采樣時刻的采樣值為U2(K)，第K+1 時刻的采樣值為 U2 (K+1)，UK2 = U2 (K+1) - U2 (K)； 若連續(xù)N次采樣中出現(xiàn)UKlXKUK2>0，則判斷兩相的輸入電壓進入單調(diào)遞增區(qū)間；若連續(xù)N次采樣中出現(xiàn)UK1〈0、UK2〈0，則判斷兩相的輸入電壓進入單調(diào)遞減區(qū)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的能量回饋并網(wǎng)逆變器的相序識別方法，其特征在于，所述在所述單調(diào)變化區(qū)間中兩相的輸入電壓的采樣值大小進行比較，確定兩相的相序關系的步驟包括: 在單調(diào)遞增區(qū)間中，若Ul (K) >U2 (K)，Ul (K+1) >U2 (K+1)，則第一相的輸入相電壓相序超前于第二相輸入相電壓； 在單調(diào)遞增區(qū)間中，若Ul (K)〈U2 (K)，Ul (K+1) <U2 (K+1)，則第二相的輸入相電壓相序超前于第一相的輸入相電壓； 在單調(diào)遞減區(qū)間中，若Ul (K) >U2 (K)，Ul (K+1) >U2 (K+1)，則第二相的輸入相電壓相序超前于第一相的輸入相電壓； 在單調(diào)遞減區(qū)間中，若Ul (K) >U2 (K)，Ul (K+1) >U2 (K+1)，則第一相的輸入相電壓相序超前于第二相的輸入相電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的能量回饋并網(wǎng)逆變器的相序識別方法，其特征在于，所述采樣周期為0.1毫秒。
6.一種能量回饋并網(wǎng)逆變器的相序識別系統(tǒng)，其特征在于，包括: 獲取模塊，用于獲取電網(wǎng)三相實時的輸入電壓； 采樣模塊，用于根據(jù)設定的采樣周期分別對進行相序比較的兩相的輸入電壓進行采樣； 判斷模塊，用于根據(jù)連續(xù)N次采樣的采樣值確定輸入電壓的變化趨勢，并判斷出兩相輸入電壓相同的單調(diào)變化區(qū)間；其中，N ^ 2，所述單調(diào)變化區(qū)間包括單調(diào)遞增區(qū)間或單調(diào)遞減區(qū)間； 識別模塊，用于在所述單調(diào)變化區(qū)間中兩相的輸入電壓的采樣值大小進行比較，確定兩相的相序關系。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的能量回饋并網(wǎng)逆變器的相序識別系統(tǒng)，其特征在于，所述獲取模塊包括: 采集單元，用于實時采集電網(wǎng)的線電壓信號； 調(diào)理單元，用于對所述線電壓信號進行信號調(diào)理； A/D單元，用于將信號調(diào)理后的線電壓信號進行模數(shù)轉(zhuǎn)換； 轉(zhuǎn)換單元，用于將數(shù)字化的線電壓進行相電壓轉(zhuǎn)換，獲得三相的實時電壓； 濾波單元，用于對所述實時電壓進行低通濾波得到三相的輸入電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的能量回饋并網(wǎng)逆變器的相序識別系統(tǒng)，其特征在于，所述判斷模塊進一步用于: 對第一相的輸入電壓進行連續(xù)N次采樣；其中，第K次采樣時刻的采樣值為Ul (K)，第K+1 時刻的采樣值為 Ul (K+1)，UKl = Ul (K+1) - Ul (K)； 對第二相的輸入電壓進行連續(xù)N次采樣；其中，第K次采樣時刻的采樣值為U2(K)，第K+1 時刻的采樣值為 U2 (K+1)，UK2 = U2 (K+1) - U2 (K)； 若連續(xù)N次采樣中出現(xiàn)UKl>0、UK2>0，則判斷兩相的輸入電壓進入單調(diào)遞增區(qū)間；若連續(xù)N次采樣中出現(xiàn)UK1〈0、UK2〈0，則判斷兩相的輸入電壓進入單調(diào)遞減區(qū)間。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的能量回饋并網(wǎng)逆變器的相序識別系統(tǒng)，其特征在于，所述識別模塊進一步用于: 在單調(diào)遞增區(qū)間中，若Ul (K) >U2 (K)，Ul (K+1) >U2 (K+1)，則第一相的輸入相電壓相序超前于第二相輸入相電壓； 在單調(diào)遞增區(qū)間中，若Ul (K)〈U2 (K)，Ul (K+1) <U2 (K+1)，則第二相的輸入相電壓相序超前于第一相的輸入相電壓； 在單調(diào)遞減區(qū)間中，若Ul (K) >U2 (K)，Ul (K+1) >U2 (K+1)，則第二相的輸入相電壓相序超前于第一相的輸入相電壓； 在單調(diào)遞減區(qū)間中，若Ul (K) >U2 (K)，Ul (K+1) >U2 (K+1)，則第一相的輸入相電壓相序超前于第二相的輸入相電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的能量回饋并網(wǎng)逆變器的相序識別系統(tǒng)，其特征在于，所述采樣周期為0.1毫秒。
【文檔編號】G01R29/18GK104267267SQ201410523193
【公開日】2015年1月7日 申請日期:2014年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年9月30日
【發(fā)明者】劉真, 黃立明, 王鵬 申請人:廣州日濱科技發(fā)展有限公司