逆变器谐波如何检测

光伏逆变器谐波测量标准有哪些？

        光伏逆变器是电能产生的源头，因此对源头的谐波就需要得到更加的重视，如果我们电能的源头出来的电就是不纯净的那么后果是很严重的。

国家需要制定一套相关的标准来规范（如NB/T32004-2013）。在光伏并网领域欧洲走的比较靠前，对光伏逆变器的谐波也提出了很高的要求。VDE-AR-N4105是德国新颁布的低压电源并网运行管理规定，要求测量设备必须提供高达178次谐波的测量结果来进行谐波分析。此外，该标准还对有功功率控制精度、有功功率波动等参数有特殊测试要求；据我所知目前国内ZLG致远电子研发的PA系列功率就能满足这个要求。

       IEC61000-4-7是电源系统及并网设备的谐波、间谐波测量方法和测量仪器技术标准。

       VED-AR-N4105低压并网标准要求谐波测量范围覆盖整个低频域（约9KHz内），即测试结果必须根据IEC谐波测量公式提供178次以上的谐波测量数据，对测量仪器的性能提出十分严苛的要求。

逆变器怎么鉴别是修正波或正弦波

       PVS 中逆变器输出波形

        (1)方波逆变器

       示出方波逆变器的输出电压波形。虽然方波逆变器具有结构简单，成本低等优点，但也存在效率较低，损耗多，谐波成分大，使用负载受限制等缺点。当负载为大功率电机负载或带有变压器的用电器负载时，因其负载的饱和磁通都是按正弦波的上升速率设计的，而方波的上升速度过快，因而造成其铁心饱和，负载会出现起动困难、铁心过热及发出噪声等问题。而且方波逆变器的效率远低于修正波和正弦波逆变器的效率，一般不到60% 。由于太阳能PVS的发电成本较高，因此在太阳能PVS 电系统的优点是结中，方波逆变器已经很少应用了。

        (2)修正波逆变器

        示出修正波逆变器的输出电压波形。与方波相比，修正波的波形有明显改善，而且高次谐波含量也减少了。传统的修正波逆变器是通过对方波电压进行阶梯迭加而产生的，这种方式存在控制电路复杂，迭加线路所用的功率开关管较多，以及逆变器的体积和重量较大等诸多问题。近年来，随着电力电子技术的快速发展，已普遍采用PWM脉宽调制方式生成修正波输出。目前，修正波逆变器已广泛用于边远地区的用户系统，因为这些用户系统对用电质量要求不是很高，而它能够满足大部分用电设备的需求，但它还是存在20% 的谐波失真，在运行精密设备时会出现问题，也会对通讯设备造成高频干扰，因此此时必须使用正弦波逆变器。

        (3)正弦波逆变器

       示出正弦波逆变器的输出电压波形。它的优点是输出波形好，失真度很低，且其输出波形与市电电网的交流电波形基本一致，实际上优良的正弦波逆变器提供的交流电比电网的质量更高。正弦波逆变器对收音机和通讯设备及精密设备的干扰小，噪声低，负载适应能力强，能满足所有交流负载的应用，而且整机效率较高；它的缺点是线路和相对修正波逆变器复杂，对控制芯片和维修技术的要求高，价格较贵。在太阳能发电并网应用时，为避免对公共电网的电力

       污染，也必须使用正弦波逆变器。

逆变电焊机的谐波分析

       弧焊逆变电源的谐波分析

       1.1谐波产生原因

       自第一台300A晶闸管弧焊逆变电源以来,弧焊逆变电源有了很大发展,经历了晶闸管逆变,大功率晶体管逆变,场效应逆变以及IGBT逆变,其容量和性能大大提高,目前弧焊逆变电源已成为工业发达国家焊接设备的主流产品[1]。弧焊逆变电源作为一种典型的电力电子装置,虽然具有体积小、质量轻、控制性能好等优点,但其电路中存在整流和逆变等环节,导致电流波形畸变,产生大量的高次谐波。高次电压和电流谐波之间存在严重相移,导致焊机的功率因数很低。谐波产生的原因主要有以下两方面因素:

       (1)逆变电源内部干扰源逆变电源是一个强电和弱电组合的系统。在焊接过程中,焊接电流可达到几百甚至上千安培。因电流会产生较大的电磁场,特别在逆变主电路采用高逆变频率的焊接电源系统中,整流管整流,高频变压器漏磁,控制系统振荡,高频引弧,功率管开关等均会产生较强的谐波干扰。

       其次,钨极氩弧焊机如果采用高频引弧时,由于焊机利用频率达几十万赫兹,电压高达数千伏的高频高压击穿空气间隙形成电弧,因此高频引弧也是一个很强的谐波干扰源。对于计算机控制的智能化弧焊逆变电源来说,由于采用的计算机控制系统运行速度越来越高,因此控制板本身也成了一个谐波干扰源,对控制板的布线也提出了较高的要求。

       (2)逆变电源外部干扰源电网上的污染对电源系统来说是较为严重的干扰,由于加到电网上的负载千变万化,这些负载或多或少对电网产生谐波干扰,如大功率设备的使用使电网电压波形产生畸变,偶然因素造成瞬时停电,高频设备的开启造成电网电压波形具有高频脉冲、尖峰脉冲成分。

       另外在焊接车间内,由于不同焊接电源在使用时接地线可能相互连接,因此如不采取相应的措施,高频成分的谐波信号很容易窜入控制系统,使电源不能正常工作,甚至损坏。

       1.2谐波的特点及危害

       弧焊逆变电源以其高效率电能转换著称,随着功率控制器件向实用化和大容量化方向发展,弧焊逆变电源也将跨入高频化、大容量的时代。弧焊逆变电源对电网来说,本质上是一个大的整流电源,由于电力电子器件在换流过程中产生前后沿很陡的脉冲,从而引发了严重的谐波干扰。逆变电源的输入电流是一种尖角波,使电网中含有大量高次谐波。高次电压和电流谐波之间存在严重相移,导致焊机的功率因数很低。低频畸变问题是当前电力电子设备的一个共性问题,目前在通信行业、家电行业都已引起相当的重视。另外,目前逆变焊机多采用硬开关方式,在功率元件的开关过程中不可避免地对空间产生谐波干扰。这些干扰经近场和远场耦合形成传导干扰,严重污染周围电磁环境和电源环境,这不仅会使逆变电路自身的可靠性降低,而且会使电网及临近设备运行质量受到严重影响。

       弧焊逆变电源常用的谐波抑制措施

       2.1无源滤波器(PassiveFilter,简称PF)

       传统的谐波抑制和无功功率补偿的方法是电力无源滤波技术,又称间接滤除法,即使用电力电容器等无源器件构成无源滤波器,与需要补偿的非线性负载并联,为谐波提供一个低阻通路,同时提供负载所需的无功功率。具体而言是将畸变的50Hz正弦波分解成基波及相关的各次主谐波成分,然后采用串联的谐振原理,将由L,C(或者还有R)组成的各次滤波支路调谐(或偏调谐)到各主要谐波频率形成低阻通道而将其滤除[2-3]。它是在已产生谐波的情况下,被动地防御,减轻谐波对电气设备的危害。

       无源滤波方案成本低,技术成熟,但是也存在以下不足:(1)滤波效果受系统阻抗的影响;(2)由于其谐振频率固定,对于频率偏移的情况效果不好;(3)与系统阻抗可能发生串联或并联谐振,造成过负荷。

       在中小功率场合,正逐步被有源滤波器所替代。

       2.2有源滤波器(ActiveFilter,简称AF)早在20世纪70年代初,就有学者提出有源功率滤波器的基本原理,但由于当时缺乏大功率开关元件和相应的控制技术,只能用线性放大器等方法产生补偿电流,存在着效率低、成本高、难以大容量化等致命弱点而未能实用化。随着电力半导体开关元件性能的提高,以及相应的PWM技术的发展,使得研制大容量低损耗的谐波电流发生器成为可能,从而使有源滤波技术走向实用化,当系统中出现谐波发生源时,用某种方法产生一个和谐波电流大小相等、相位相反的补偿电流,且和成为谐波发生源的电路并联连接来抵消谐波发生源的谐波,使直流侧的电流仅为基波分量,不含有谐波成分。当谐波发生源产生的谐波不能被预计出是何种高次谐波电流,且随时发生变化时,则必须从负载电流il中检测出谐波电流ih信号,经检测后的谐波电流ih信号,经过调制器进行调制,并按制定的方法转换为开关方式控制电流逆变器工作方式,使电流逆变器产生补偿电流ifm并注入到电路中,以便抵消谐波电流ih逆变主电路一般采用DC/AC全桥式逆变器电路,其中的开关元件可用GTO、GTR、SIT或IGBT等大功率可控型电力半导体元件,借助开关元件的通断,控制输出电流波形,产生所需的补偿电流。

       电力有源滤波器作为抑制电网谐波和补偿无功功率,改善电网供电质量最有希望的一种电力装置,与无源电力滤波器相比,具有以下优点[5]:(1)实现了动态补偿,可对频率和大小都变化的谐波以及变化的无功功率进行补偿,对补偿对象的变化有极快的响应;(2)可同时对谐波和无功功率进行补偿,且补偿无功功率的大小可做到连续调节;(3)补偿无功功率时不需储能元件,补偿谐波时所需储能元件容量也不大;(4)即使补偿对象电流过大,电力有源滤波器也不会发生过载,并能正常发挥补偿作用;(5)受电网阻抗的影响不大,不容易和电网阻抗发生谐振;(6)能跟踪电网频率的变化,故补偿性能不受频率变化的影响;(7)既可对一个谐波和无功功率单独补偿,也可对多个谐波和无功功率集中补偿。 弧焊逆变电源中存在大量谐波,危害严重。为了抑制谐波,提高功率因数,必须采取相应的抑制措施。传统的PF方式存在明显不足,限制了它的应用,而AF方式能弥补PF的不足,有效抑制弧焊逆变电源的谐波,得到了越来越广泛的应用。软开关技术在一定程度上,也可以实现良好的滤波效果。

储能逆变器检测平台都要完成那些测试项目？

       储能产业爆发，储能逆变器作为产业链中重要的一环也在迅速增值，因此，对于储能逆变器进行系统的测试和调试平台的开发显得尤为重要。

       随着新能源电子设备的多样化发展，控制程序算法的复杂化需要通过测试平台获取更多数据，传统的测试平台虽然能够满足基本的测试需求，但却无法更好地满足对数据传输速度的要求。

       测试平台在获取数据的过程中对数据的传输速率要求较高，同时还需要具备更多的实用性功能。

       基于此，针对平台对于储能逆变器人机交互的实际需求，构建一个可以根据用户的需求进行历史数据存储的测试软件平台，是当前的研究重点。

       1、测试平台需求分析

       1.1储能逆变器

       在智能电网的建设中，储能逆变器凭借自身的双向变流功能可以完成一些特殊的功能。作为一种双向变流器，不仅可以完成电网电能之间的能量传输，还可以完成储能电能之间的能量传输，适用于多种直流储能单元中。

       在直流储能单元中，储能逆变器可以快速完成分布式发电的功能，提高电网对于可再生能源电力的接纳。根据系统的特性，在负荷的低谷期，需要储存更多的发电量以备不时之需，在负荷的高峰期所释放的能量，可以有效提高电网的供电质量。图1为储能逆变器在电网中的结构网络。

       储能逆变器适用于大容量储能电池的充放电，在充放电系统应用时，可以实现双向流动，实现智能化、稳定性和安全性等优势。

       在进行储能逆变器的整个开发过程中，利用示波器完成对电信号的全面检测，使用储能逆变器控制算法进行实际电信号量的研究所获取的量较少，利用示波器对大量的数据进行检测的过程中，多少会存在一些问题，虽然可以获取储能逆变器的电信号，但是经过传感器进行信号转换后，通过AD进行采集不一定保证采集量的正确性。

       因此，为了确保系统的正常运行，对程序的变量进行观察非常有必要。在进行程序观测的过程中，使用断点观测的方式较多，在进行弱电电路的程序调试和应用时，断点观测是一种非常有效的调试方法，但是在大功率的设备调试中，断点观测无法更好地预知大功率设备的状态，容易引发短路故障，存在一定的安全隐患，对于工作人员的安全作业非常不利。

       通过调试软件可以让刷新功能得到保障的同时，提高安全隐患。在进行储能逆变器大功率设备的测试过程中，会遇到很多故障问题。发生故障后，如果没有及时保存算法的变量信息，将无法准确获取故障点的位置和原因。

       因此，在进行储能逆变器的测试和调试过程中，谐波含量的大小是测试的一个重要指标，可以实时获取储能逆变器的谐波含量，对于储能逆变器的测试非常重要。基于以上问题，开发储能逆变器测试软件平台十分有必要。

       1.2需求分析

       储能逆变器测试软件平台的设计由人机交互测试平台和数据采集模块两部分组成，测试平台展示如图2所示。

       对于储能逆变器的传感器模块而言，完成信号的转换是一大亮点。通过获取AD小信号的数据，利用DSP控制器进行处理后通过以太网通信模块将数据发送到PC端。

       测试软件平台通过PC端口读取以太网中的数据信息，实现对数据的处理，并通过测试平台完成对数据结果的全面分析。

       根据上述对于储能逆变器测试软件平台的总体设计，对其进行功能模块的需求分析：

       （1）上下位机高速通信：传统的总线通信速率为460800bps[4]，为了提高通信的准确度，一般采取最多的是9600bps。CAN总线的通信速率为1Mbps，与工业以太网的总线差距较大；

       传统总线的可靠性较低，采用CAN或者工业以太网方可满足通信传输稳定性的设计需求；由于上下位机数据的通信中，上位机一般使用PC，CAN总线进行上下位机通信时，需要通过接口卡进行数据处理，因此使用CAN的成本较高。

       （2）后台数据处理：通过测试软件平台接收数据后完成对数据的处理，主要由储能逆变器的后台完成。

       （3）数据显示与人机交互：储能逆变器测试软件平台的后台主要负责对数据进行处理，通过显示数据完成对数据的操作，并实现最终的人机交互。

       2、测试平台结构及算法设计

       2.1总体结构

       储能逆变器测试软件平台通过工业以太网获取数据后，需要对数据进行运算分析处理，在实现数据展示的同时，也可以根据用户的设置需求，对历史数据进行存储，测试平台的数据处理流程如图3所示。

       在储能逆变器的测试软件平台开发时，采用三层结构体系，包括应用层、业务逻辑层和控制层，对软件中的各个层次任务进行分工处理，有助于软件的开发。

       2.2谐波检测算法

       2.3效率计算方法

       2.4高速通信协议

       3、测试平台模块实现

       3.1数据采集模块实现的过程为：

       电压电流传感器→信号调理电路→AD→DSP，通过传感器将强电信号转化为弱点信号，通过AD采集后利用以太网将数据发送到测试平台中。

       在本系统的设计中，数据采集模块主要通过AD公司旗下的8通道、16位的芯片AD7606，完成输入信号的采样，让所有的通道采集速率都可以达到200kSPS。

       3.2以太网通信模块的实现实现过程为：

       数据采集模块→DSP→RTL→储能逆变器测试软件平台。测试软件平台的数据传输利用工业以太网进行，将数据采集模块中的数据通过DSP传输到以太网的控制器中，以太网将其传输到测试平台中。

       上下位机的数据通信使用RTL8019AS进行通信，该控制器的电路简单，操作方便，通信速率高，可以满足该平台的设计需求。

       3.3谐波检测模块的实现使用基-2FFT算法实现

       通过蝶形运算，完成对FFT算法的谐波检测分析。有效值计算模块的实现，在同等电阻上增加直流和交流，通过交通流量的周期，让直流和交流的热量相等，得到交通流量的有效值。

       4、结语

       储能逆变器的测试软件平台设计，主要是针对储能逆变器而开发的一款测试软件，该软件也可以应用在其他的逆变器中进行调试。

       通过对谐波检测算法的分析，得到抑制频谱泄露的原理，对进一步提高测试平台的实时性具有显著作用。

       通过对各个模块的功能实现进行分析后得到，使用C++可以实现储能逆变器的测试软件平台设计，完成对谐波分析、检测、采集、计算、显示和保存等功能的分析，验证了该设计方案的可行性。

有源电力滤波器中谐波电流检测方法都有哪些？能简述下其工作原理更好

       通过实时检测负载电流波形，检测出其中的谐波电流，通过IGBT的触发，将与该谐波电流大小相等方向相反的补偿电流注入供电系统中，实现滤除（抵消）谐波、动态补偿系统无功与电压波动、抑制谐振、提高功率因数等功能，从而达到提高供电系统安全性、节能降耗的目的。

       断路器合闸后，SntaAPF首先通过预充电电阻对直流母线的电容器充电，即为防止上电后对直流母线电容器的瞬间冲击，8秒钟后，当母线电压Vdc达到额定值后，主接触器闭合。

       直流电容为储能元件，为通过IGBT逆变器和内部电抗器向外输出补偿电流提供能量。同时，直流电容器通过电源变化板向内部检测与控制板提供工作电源。

       SntaAPF通过外部CT采集电流信号送至谐波检测模块，该模块将基波与谐波分离，将谐波成分送至检测模块，该模块将采集到的负载谐波成分和SntaAPF输出补偿电流比较，得到的差值作为实时补偿信号输出到驱动电路，由SntaAPF将补偿电流注入到电网中，实现滤除谐波功能。

怎样看纯正弦波逆变器和修正弦波逆变器的区别？

       纯正弦波和修正弦波逆变器区别：

       1、修正正弦波逆变器一般采用非隔离耦合电路，而纯正弦波逆变器采用隔离耦合电路设计。其价格也相差很多。修正正弦波开关式逆变电源，不仅省去笨重的工频变压器，而且逆变效率也大大提高效率90%。

       2、修正正弦波开关式逆变电源采用PWM脉宽调制方式生成修正波输出，在逆变过程中，由于使用了专用的智能电路及大功率场效应管，大大降低了系统的功率损耗。并增加了软启动功能，有效保证了逆变器的可靠性。如果对用电质量要求不是很高，而它能够满足大部分用电设备的需求，但它还是存在20%的谐波失真，在运行精密设备时会出现问题，也会对通讯设备造成高频干扰。

       修正正弦波是相对于正弦波而言的，现在主流逆变器的输出波形，即为修正正弦波。逆变器的波形主要分两类，一类是正弦波逆变器(即纯正弦波逆变器)，另一类是方波逆变器。正弦波逆变器输出的是同我们日常使用的电网一样甚至更好的正弦波交流电，因为它不存在电网中的电磁污染。

扩展资料：

       修正正弦波逆变器注意事项

       修正正弦波逆变器应该避免“感性负载”。通俗地说，即应用电磁感应原理制作的大功率电器产品，如电动机、压缩机、继电器、日光灯等等。这类产品在启动时需要一个比维持正常运转所需电流大得多（大约在5-7倍）的启动电流。例如，一台在正常运转时耗电150瓦左右的电冰箱，其启动功率可高达1000瓦以上。此外，由于感性负载在接通电源或者断开电源的一瞬间，会产生反电动势电压，这种电压的峰值远远大于车载逆变器所能承受的电压值，很容易引起车用逆变器的瞬时超载，影响逆变器的使用寿命。

       使用普通万用表测量准正弦波（修正正弦波）车载逆变器的交流输出时，显示的电压比220伏低20V左右。

       在运行精密设备时会出现问题，也会对通讯设备造成高频干扰。

参考资料：

百度百科 正弦波逆变器

百度百科 修正正弦波逆变器

       

湖北仙童科技有限公司 高端电力电源全面方案供应商 江生 13997866467