本发明属于新能源发电，更为具体地讲，涉及一种基于三相逆变器边带谐波的信号与能量同时传送的系统。
背景技术：
1、通信系统能够传输电力设备的状态数据、故障信息和控制指令，使得控制中心可以快速响应和处理各种情况，确保电力的稳定供应和质量，是电力系统不可或缺的组成部分。目前，电力系统中的通信主要通过无线通信技术和有线通信技术实现。无线通信具有良好的适应性和快速性，但由于信号衰减，传输距离有限，信号可能受到各种噪声和网络攻击的干扰，传输可靠性低。有线通信主要通过增加其他通信线路实现，因此抗干扰性强并且衰减小。然而，每个组件的独立通信系统将为信号线的建设和维护带来额外的成本。因此，电力系统信号传输迫切需要一种新的可靠的通信技术。
2、随着通信技术和电力电子技术的进步，一种名为电力线载波通信的电力系统通信方法应运而生，并受到广泛关注。电力线载波通信将现有的电力系统(电力线、电缆、无线)作为信号传输的信道并进行信号实时传输，从而避免使用独立的通信系统或通信线路，具有投资小、灵活性强、覆盖范围广阔等特点。在国家大力发展能源互联网和智能电网的背景下，以电力线为媒介传输信息不仅能够全方位补充和完善我国的通信平台，而且能够提升我国在智能电网建设方面的全球竞争力和前沿性。然而，传统的plc需要额外的电路来注入和放大特定频率的正弦信号，这无疑会增加电网系统的成本。同时，有研究表明，电力线载波通信会影响电力电子变换器的正常工作，使系统的能量传输效率降低。如何降低电力线载波通信对于电能质量和系统能量密度的负担成为一个亟待解决的课题。
3、电力电子变换器作为一种用于连接新能源与用电设备的常用能量转换装置，在可再生能源发电系统中充当重要角色。它们在电力转换和控制方面起着重要作用，可实现高效、可靠的能量转换。其中，脉宽调制是电力电子变换器实现能量转换的重要手段，通过将参考信号和高频载波信号进行比较，得到门级驱动信号控制变换器桥臂上的电路开关器件的通断，使输出端得到一系列幅值相等但宽度不一致的脉冲，用这些脉冲来代替正弦波或所需要的波形。在脉宽调制过程中，正弦参考信号和三角载波信号的幅值、频率和相位为信号编码提供了额外的自由度，因此电力电子具有加载和传输信息的潜力。近年来，利用电力电子变换器脉宽调制额外自由度进行信号传输的方法被命名为信能同传技术。目前信能同传技术主要应用于直流电网，在逆变器和交流电网中的应用较少，因此迫切需要一种面向交流电网和逆变器的信号与能量同传系统(简称信能同传系统)。
技术实现思路
1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于三相逆变器边带谐波的信能同传系统，通过三相逆变器脉宽调制产生的边带谐波进行信号的调制、传输和解调，不需要额外注入谐波信号和信号耦合器件，降低了系统的成本和体积，并可以提高系统电能质量。
2、为实现上述发明目的，本发明一种基于三相逆变器边带谐波的信能同传系统，其特征在于，包括：
3、所述控制器根据输入方波信号的数值对高频三角波进行相移键控调制生成相移载波信号；
4、所述正弦脉宽调制模块通过比对正弦信号和相移载波信号生成脉宽调制波，用于控制三相桥臂有源开关s1～s6的开关动作；其中，当正弦信号数值大于载波信号时，正弦脉宽调制输出高电平，控制开关管导通，反之，正弦脉宽调制输出低电平，控制开关管关断；
5、所述三相桥臂由有源开关s1～s6和二极管d1～d6组成；脉宽调制波通过控制有源开关s1～s6的导通顺序，生成三相占空比不断变化的电平信号；由于载波信号会随输入方波信号的数值变换而发生相应的相位位移，所以当输入方波信号变换时，正弦脉宽调制输出调制波会产生变化，从而影响开关管的开关动作，进而生成随输入方波信号变换而变换的边带谐波；
6、所述lc滤波电路由labc和cabc组成，用于对三相桥臂的每相输出电流进行滤波得到电能质量良好的正弦电流信号，然后输入至三相交流负载；
7、所述abc-dq坐标变换模块用于对三相交流负载侧三相负载电压uabc进行abc-dq变换，得到dq旋转坐标系下的电压信号ud与uq；
8、所述带通滤波器对电压信号ud进行滤波，得到携带目标信号的d轴边带谐波hs；
9、hs＝asj2(qkm)cos(ωct+φc)cos[3ω0t+2φkm]
10、其中，as为边带谐波的幅值，j2(qkm)为二阶贝塞尔函数，qkm为脉宽调制深度，ωc为脉宽调制载波信号角频率，φc为逆变器输出电压相位，ω0为逆变器输出电压角频率，φkm为脉宽调制载波信号相位；
11、所述锁相环对带通滤波器获得的边带谐波进行锁相，得到边带谐波的电压相位φc和脉宽调制载波信号相位φkm；
12、所述信号发生器根据锁相环得到的相位φc和φkm生成同步解调信号wc和wkm；
13、所述相干解调器利用同步解调信号wc和wkm分别对d轴边带谐波hs进行两次相干解调，得到与输入方波信号一致的输出信号。
14、本发明的发明目的是这样实现的：
15、本发明基于三相逆变器边带谐波的信能同传系统的完整实现过程为：在三相逆变器侧，通过对脉宽调制的载波信号进行移相控制实现信号的调制；在负载侧，通过对边带谐波进行abc-dq变换减少其他开关谐波的影响，使得滤波器获得的谐波主要为携带目标信号的边带谐波，最后通过相干解调器对边带谐波进行解调，降低了系统的解调难度和误码率。
16、同时，本发明基于三相逆变器边带谐波的信能同传系统还具有以下有益效果：
17、(1)、通过控制器对脉宽调制的载波信号进行相移键控，即可实现数字信号到边带谐波的调制，不需要额外注入谐波信号和信号耦合器件，降低了系统的成本和体积，并且有利于系统电能质量；
18、(2)、三相交流负载侧电压uabc使用abc-dq变换，减少其他开关谐波的影响，使得带通滤波器获得的谐波主要为携带目标信号的边带谐波，降低系统解调复杂度和误码率；
19、(3)、本发明给出了完整的信能同传过程，包括调制、传输和解调，在这一过程中，边带谐波首次被提出作为信能同传的载体，也适用于其他以边带谐波为载体的方法。
1.一种基于三相逆变器边带谐波的信能同传系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于三相逆变器边带谐波的信能同传系统，其特征在于，所述三相桥臂的结构为：
3.根据权利要求1所述的基于三相逆变器边带谐波的信能同传系统，其特征在于，所述相移载波信号是相位连续变换的高频三角波信号，其相位由输入方波信号决定，其中，当输入方波信号的数值为0时，三角波的相位位移为0°，当方波信号的数值为1时，三角波的相位位移为180°。
4.根据权利要求1所述的基于三相逆变器边带谐波的信能同传系统，其特征在于，所述同步解调信号wc是频率为ωc、相位为φc的正弦信号；所述同步解调信号wkm是频率为3ω0、相位为φc的正弦信号。
5.根据权利要求1所述的基于三相逆变器边带谐波的信能同传系统，其特征在于，所述相干解调器包括两组，第一组相干解调器以边带谐波hs和同步解调信号wc为输入，进行边带谐波hs的第一次解调；第二组相干解调器以第一组相干解调器输出信号和同步解调信号wkm为输入，完成边带谐波hs的第二次解调。
