一种低压SVG的无冲击软启动方法技术

本发明专利技术公开了一种低压SVG的无冲击软启动方法，属于软启动技术领域。本发明专利技术的软启动过程为：一、闭合断路器，判断电网电压值和频率值是否正常；二、待电网电压值和频率值正常时，闭合主接触器进行预充电；三、预充电结束后，DSP及控制电路对采集的电网电压信号进行dq坐标变换和锁相，获得电压频率和相位信息；四、DSP及控制电路利用锁相得到的电压频率和相位信息，通过运算产生与电网电压同步的正弦PWM波输出至IGBT三相逆变桥；五、采用开环控制方式逐步降低正弦PWM波的调制比，直至直流侧电容器上电压达到额定电压值，将软启动电阻切除，低压SVG的无冲击软启动过程结束。本发明专利技术的软启动过程无任何过充，无任何涌流，启动过程稳定可靠。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种低压SVG的无冲击软启动方法，属于软启动
。本专利技术的软启动过程为：一、闭合断路器，判断电网电压值和频率值是否正常；二、待电网电压值和频率值正常时，闭合主接触器进行预充电；三、预充电结束后，DSP及控制电路对采集的电网电压信号进行dq坐标变换和锁相，获得电压频率和相位信息；四、DSP及控制电路利用锁相得到的电压频率和相位信息，通过运算产生与电网电压同步的正弦PWM波输出至IGBT三相逆变桥；五、采用开环控制方式逐步降低正弦PWM波的调制比，直至直流侧电容器上电压达到额定电压值，将软启动电阻切除，低压SVG的无冲击软启动过程结束。本专利技术的软启动过程无任何过充，无任何涌流，启动过程稳定可靠。【专利说明】—种低压SVG的无冲击软启动方法
本专利技术属于软启动
，更具体地说，涉及一种低压SVG的无冲击软启动方法。
技术介绍
当前，由于工业生产中大量的非线性、冲击性和波动性负荷的存在给电网带来了日益严重的电能质量问题，甚至威胁电力系统和用户设备的正常运行。因此，电力系统提出了“用户端电能质量就地补偿”的方针，意即是说:如果负荷对电网产生了诸如无功、谐波等污染，则用户必需在负荷侧配置相应的电能质量检测与治理装置来消除这些污染的影响。无功补偿技术一直以来都是电气工程领域内的研究热点，与SVC (Static VarCompensator)动态无功补偿器相比，SVG (Static Var Generator)静止无功发生器具有补偿时间快、可连续补偿、不易产生谐振、可以补偿一定次的谐波等优点。因此，低压SVG是目前解决上述用户端电能质量问题的一种较佳途径。低压SVG基本上都是采用全控型器件(如IGBT)和PWM控制。在低压SVG的启动过程中，由于逆变侧和网侧之间连接电抗器的电感值较小，直流侧有较大电容，如果不加控制直接启动SVG则会产生很大的启动冲击电流，该启动冲击电流所引起的电气和机械冲击将会导致启动失败，甚至会威胁到设备安全。软启动是抑制启动过程中的电流冲击和直流侧电压过充等不利因素，保证SVG能够安全平稳的启动并顺利投入工作的关键技术。在低压SVG的设计过程中，软启动技术一直是重点和难点。为了降低启动冲击电流，众多专家学者都进行了深入研究并提出了相应方法。但是这些方法都是基于一个前提:在预充电阶段结束后切除软启动电阻并采用闭环控制的PWM整流方式完成直流侧电压的软启动。具体方法是:先将软启动电阻串联接入系统中，用来限制系统在预充电阶段(不控整流阶段)时的充电电流，等到预充电阶段结束后，再用接触器将软启动电阻切除，让SVG直接与电网相连；此时，采用闭环控制，经过PI调节后发出PWM波使装置工作于PWM整流状态从而使直流侧电压逐渐升高至给定值，进而完成SVG的软启动过程。但是，上述过程在刚开始发出PWM波的时候，由于死区等因素的影响，SVG的逆变侧输出电压值要小于电网侧的值，而软启动电阻此时已被切除，如此便会在连接电抗器上产生一个差压，由于电抗器的感抗很小，电抗器上的差压在切换瞬间会产生非常大的冲击电流，对系统产生不利影响，甚至对功率器件的安全造成极大威胁，导致系统软启动失败。此外，采用闭环PI控制的参数整定也比较困难，给软启动的调试带来了难度。经检索，目前已有与软启动相关的技术方案公开，如中国专利号为ZL201110004360.5，授权公告日为2013年3月13日，专利技术创造名称为:一种兼顾无功补偿的电机软启动装置及其控制方法；该申请案的电机软启动装置包括功率变换器、切换开关和主控制器，切换开关包括电网侧开关、电机侧开关和并网开关；功率变换器包括三相移相变压器、若干个整流模块和逆变模块、交流电抗器，三相移相变压器的原边绕组通过电网侧切换开关与电网相连，副边绕组与同级的整流模块相连，整流模块与逆变模块相连，同相的逆变模块依次串联后与交流电抗器相连，交流电抗器通过电机与电网相连；主控制器分别与安装在三相移相变压器原边和交流电抗器的电压互感器和电流互感器相连，经过光纤与逆变模块相连；该申请案还根据此软启动装置公开了相应的软启动控制方法。该申请案可实现电机的软启动，且可根据电机的工况动态补偿无功功率。但该申请案的软启动装置及方法均较复杂，且软启动效果也不尽理想。1.专利技术要解决的技术问题本专利技术的目的在于克服传统低压SVG软启动过程易产生启动冲击电流，导致功率器件损坏或启动失败的问题，提供了一种低压SVG的无冲击软启动方法。本专利技术的技术方案采用开环控制的D轴定向带电阻软启动方法，在整个低压SVG软启动过程中完全不会产生冲击电流，直流侧电压平缓上升，启动过程安全可靠，且实现简单。2.技术方案为达到上述目的，本专利技术提供的技术方案为:本专利技术提出的一种低压SVG的无冲击软启动方法，其步骤为: 步骤一、闭合断路器，DSP及控制电路判断电网的电压值和频率值是否正常；步骤二、待步骤一所述的电网电压值和频率值正常时，闭合主接触器，将低压SVG与电网连接，进入预充电阶段；步骤三、步骤二所述预充电阶段结束后，DSP及控制电路对采集的电网三相电压信号进行dq坐标变换和锁相，获得电网的电压频率和相位信息；步骤四、DSP及控制电路利用步骤三获得的电网电压频率和相位信息，通过运算产生与电网电压同步的正弦PWM波输出至IGBT三相逆变桥；步骤五、采用开环控制方式逐步降低步骤四所述正弦PWM波的调制比，直至直流侧电压达到额定电压值，停止输出正弦PWM波并闭合软启动接触器，切除软启动电阻，低压SVG的无冲击软启动过程结束，进入后续运行阶段。更进一步地，步骤二所述的预充电过程，电网通过IGBT三相逆变桥中的反并联二极管构成三相不控整流电路对直流侧电容器充电，DSP及控制电路实时检测直流侧电容器的电压和充电电流值，待直流侧电容器电压值稳定且充电电流为零时，预充电阶段结束。更进一步地，步骤三所述的dq坐标变换和锁相过程具体为:(a)DSP及控制电路对采集的电网三相电压信号进行abc/ α β /dq旋转坐标变换，获得电网三相电压信号在DQ坐标系中的q轴无功分量；(b)将步骤(a)获得的q轴无功分量与给定值O进行比较，获得的差值经PI控制后输出；(c)将步骤(b)输出的信号再与基准频率Wn比较，比较获得的差值经DSP及控制电路计算后即获得电网的电压频率和相位值Θ。更进一步地，步骤四中DSP及控制电路预先存储有由标准正弦波制成的离散表格，DSP及控制电路实时读取所述正弦波离散表格中与步骤三获得的电网电压相位值Θ相同的表格值，进而产生与电网电压同步的正弦PWM波。更进一步地，步骤四输出的正弦PWM波的初始调制比接近于I。3.有益效果与已有的公知技术相比，本专利技术提供的技术方法具有如下显著效果:(I)本专利技术提出的一种低压SVG的无冲击软启动方法，创新的采用开环控制、D轴定向PWM整流技术，舍去了 PI控制的参数整定，在整个软启动过程中始终带软启动电阻运行，直流侧电压平缓上升，完全不会产生冲击电流，极大程度的避免了功率器件损坏、软启动失败等问题；(2)本专利技术提出的一种低压SVG的无冲击软启动方法，其软启动过程安全可靠，控制方便，实现简单，便于推广应用。【专利附图】【附图说明】图1是本专利技术实现低压SVG无冲击软本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低压SVG的无冲击软启动方法，其步骤为：步骤一、闭合断路器（10），DSP及控制电路（7）判断电网（6）的电压值和频率值是否正常；步骤二、待步骤一所述的电网（6）电压值和频率值正常时，闭合主接触器（9），将低压SVG与电网（6）连接，进入预充电阶段；步骤三、步骤二所述预充电阶段结束后，DSP及控制电路（7）对采集的电网（6）三相电压信号进行dq坐标变换和锁相，获得电网（6）的电压频率和相位信息；步骤四、DSP及控制电路（7）利用步骤三获得的电网（6）电压频率和相位信息，并通过运算产生与电网（6）电压同步的正弦PWM波输出至IGBT三相逆变桥（2）；步骤五、采用开环控制方式逐步降低步骤四所述正弦PWM波的调制比，直至直流侧电压达到额定电压值，停止输出正弦PWM波并闭合软启动接触器（8），切除软启动电阻（4），低压SVG的无冲击软启动过程结束，进入后续运行阶段。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑诗程，方四安，
申请(专利权)人：安徽工业大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34