一种电驱压缩机的失电跨越控制系统和方法技术方案

本发明专利技术涉及一种电驱压缩机的失电跨越控制系统和方法，该系统包括直流母线、变频器、电压传感器和控制器；电压传感器，用于检测所述直流母线上的电压；控制器，用于当直流母线上的电压从初始电压降至第一直流母线电压时，控制变频器激活动能缓冲过程；还用于当直流母线上的电压降至第二直流母线电压时，控制变频器激活自动再启动过程，其中，第一直流母线电压大于第二直流母线电压。本发明专利技术提供的技术方案可在电网发生短时断电或故障时，保证驱动压缩机的经由变频器控制的电机能在失电过程中继续平稳运转，直至电网恢复正常供电，避免资源浪费与经济损失。

A power loss spanning control system and method for an electric drive compressor

【技术实现步骤摘要】
一种电驱压缩机的失电跨越控制系统和方法
本专利技术涉及电力电子
，尤其涉及一种电驱压缩机的失电跨越控制系统和方法。
技术介绍
天然气长输管道由于需要长距离输送天然气，需要在沿线压气站布置大型压缩机。通常，经由变电站输出的电压转换为变频器的直流母线电压，使变频器输出一定频率控制大型异步电机运转以驱动压缩机。由于天然气长输管道的压缩机需要连续不间断运行，避免因停机造成的资源浪费和经济损失，而长输管道沿线地形复杂、地貌多变、气候条件差，且大部分压气站处于偏远山区，外网电力系统在运行过程中，由于雷击、对地短路、重合闸、双电源备自投等原因，造成电网电压暂降或断电的现象频频发生。在发生上述情况时，如果直流母线电压降至一定值以下，将直接导致变频器快速停机，从而导致压缩机停止运行，影响管道输气量，甚至造成安全隐患。
技术实现思路
为了在电网发生短时断电或故障时，保证驱动压缩机的经由变频器控制的电机能在失电过程中继续平稳运转，直至电网恢复正常供电，避免资源浪费与经济损失，本专利技术提出一种电驱压缩机的失电跨越控制系统和方法。一方面，本专利技术提供了一种电驱压缩机的失电跨越控制系统，该系统包括直流母线、变频器、电压传感器和控制器，所述直流母线与所述变频器电连接，所述控制器通过所述电压传感器与所述直流母线电连接，所述变频器与所述控制器电连接，所述控制器通过电机与压缩机连接；所述电压传感器，用于检测所述直流母线上的电压；所述控制器，用于当所述直流母线上的电压从初始电压降至第一直流母线电压时，控制所述变频器激活动能缓冲过程；还用于当所述直流母线上的电压降至第二直流母线电压时，控制所述变频器激活自动再启动过程，其中，所述第一直流母线电压大于所述第二直流母线电压。另一方面，本专利技术提供了一种电驱压缩机的失电跨越控制方法，应用于电驱压缩机的失电跨越控制系统，所述系统包括直流母线、变频器、电压传感器和控制器，所述直流母线与所述变频器电连接，所述控制器通过所述电压传感器与所述直流母线电连接，所述变频器与所述控制器电连接，所述控制器通过电机与压缩机连接，该方法包括如下步骤：S10：电压传感器检测直流母线上的电压；S20：当直流母线上的电压从初始电压降至第一直流母线电压时，控制器控制变频器激活动能缓冲过程；当直流母线上的电压降至第二直流母线电压时，控制器控制变频器激活自动再启动过程，其中，所述第一直流母线电压大于所述第二直流母线电压。本专利技术提供的电驱压缩机的失电跨越控制系统和方法的有益效果是，电压传感器检测变频器的直流母线的电压范围，令直流母线的初始电压为100％的供电电压。如果直流母线电压因电网晃电等故障原因短时快速下降，当其下降至第一直流母线电压时，控制器向变频器生成动能缓冲(KineticBuffering)指令，从而使变频器功率单元停止对电机消耗能量，电机因惯性继续保持运转，并从电动机状态进入发电机状态，将生成的电力回流，直至供电恢复，实现失电跨越。如果由于环境等多方面原因，导致直流母线电压短时快速下降至第一直流母线电压后，又快速下降至第二直流母线电压，控制器向变频器生成自动再启动(AutomaticRestart)指令，从而使变频器停止对电机的逆变脉冲输出，并向直流母线充电，使电机继续保持运转并不停机，直至供电恢复，实现失电跨越。从而在电网发生短时断电或故障时，保证驱动压缩机的经由变频器控制的电机能在失电过程中继续平稳运转，直至电网恢复正常供电，避免资源浪费与经济损失。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例的一种电驱压缩机的失电跨越控制系统的结构框图；图2为本专利技术实施例的直流母线电压的示意图；图3为本专利技术实施例的一种电驱压缩机的失电跨越控制系统的结构框图；图4为本专利技术实施例的直流母线电压的示意图；图5为本专利技术实施例的一种电驱压缩机的失电跨越控制方法的流程示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。如图1所示，本专利技术实施例提供的一种电驱压缩机的失电跨越控制系统包括直流母线、变频器、电压传感器和控制器，所述直流母线与所述变频器电连接，所述控制器通过所述电压传感器与所述直流母线电连接，所述变频器与所述控制器电连接，所述控制器通过电机与压缩机连接。变频器和大型异步电机电连接，变频器通过改变电机工作电源频率来控制交流电机，电机驱动压缩机运转，控制长输管道的天然气输送。所述电压传感器，用于检测所述直流母线上的电压。所述控制器，用于当所述直流母线上的电压从初始电压降至第一直流母线电压时，控制所述变频器激活动能缓冲过程；还用于当所述直流母线上的电压降至第二直流母线电压时，控制所述变频器激活自动再启动过程，其中，所述第一直流母线电压大于所述第二直流母线电压。电压传感器检测变频器的直流母线的电压范围，令直流母线的初始电压为100％的供电电压。如果直流母线电压因电网晃电等故障原因短时快速下降，当其下降至第一直流母线电压时，控制器向变频器生成动能缓冲(KineticBuffering)指令，从而使变频器功率单元停止对电机消耗能量，电机因惯性继续保持运转，并从电动机状态进入发电机状态，将生成的电力回流，直至供电恢复，实现失电跨越。如果由于环境等多方面原因，导致直流母线电压短时快速下降至第一直流母线电压后，又快速下降至第二直流母线电压，控制器向变频器生成自动再启动(AutomaticRestart)指令，从而使变频器停止对电机的逆变脉冲输出，并向直流母线充电，使电机继续保持运转并不停机，直至供电恢复，实现失电跨越。从而在电网发生短时断电或故障时，保证驱动压缩机的经由变频器控制的电机能在失电过程中继续平稳运转，直至电网恢复正常供电，避免资源浪费与经济损失。优选地，所述控制器具体用于：当所述直流母线上的电压从所述初始电压降至所述第一直流母线电压时，生成动能缓冲指令，并将所述动能缓冲指令发送至所述变频器，所述变频器根据所述动能缓冲指令停止由功率单元向与所述变频器电连接的电机输出功率。如图2所示，坐标轴横轴为时间轴t，上部曲线为直流母线电压示意曲线，下部曲线为变频器逆变脉冲示意曲线。直流母线电压的初始电压为v0，在t1时刻，由于电网故障等原因，直流母线电压欠压陡降至第一直流母线电压v1，此时控制器激活变频器的动能缓冲过程，变频器逆变脉冲虽然不变，保持高电平p1，其中p2为低电平，但其功率单元将不对电机消耗能量，电机因惯性继续保持运转，并从电动机状态进入发电机状态，将生成的电力回流，变频器的直流母线电压在t2时刻进入稳定阶段，变频器对直流母线电压进行PID控制，在此期间降低转速来尽可能地维持直流母线电压的电压值，直至外电网在t3时刻供电恢复，直流母线电压回升至初始电压v0。变频器控制的电机在t2时刻前保持正常转速，在t2时刻开始降速，并在t3时刻供电恢复后的一定时间开始增速，最终达到额定速度。优选地，如图3所示，所述系统还包括预充电回路，所述预充电回路分别与本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电驱压缩机的失电跨越控制系统，其特征在于，所述系统包括直流母线、变频器、电压传感器和控制器，所述直流母线与所述变频器电连接，所述控制器通过所述电压传感器与所述直流母线电连接，所述变频器与所述控制器电连接，所述控制器通过电机与压缩机连接；所述电压传感器，用于检测所述直流母线上的电压；所述控制器，用于当所述直流母线上的电压从初始电压降至第一直流母线电压时，控制所述变频器激活动能缓冲过程；还用于当所述直流母线上的电压降至第二直流母线电压时，控制所述变频器激活自动再启动过程，其中，所述第一直流母线电压大于所述第二直流母线电压。

【技术特征摘要】
1.一种电驱压缩机的失电跨越控制系统，其特征在于，所述系统包括直流母线、变频器、电压传感器和控制器，所述直流母线与所述变频器电连接，所述控制器通过所述电压传感器与所述直流母线电连接，所述变频器与所述控制器电连接，所述控制器通过电机与压缩机连接；所述电压传感器，用于检测所述直流母线上的电压；所述控制器，用于当所述直流母线上的电压从初始电压降至第一直流母线电压时，控制所述变频器激活动能缓冲过程；还用于当所述直流母线上的电压降至第二直流母线电压时，控制所述变频器激活自动再启动过程，其中，所述第一直流母线电压大于所述第二直流母线电压。2.根据权利要求1所述的电驱压缩机的失电跨越控制系统，其特征在于，所述控制器具体用于：当所述直流母线上的电压从所述初始电压降至所述第一直流母线电压时，生成动能缓冲指令，并将所述动能缓冲指令发送至所述变频器，所述变频器根据所述动能缓冲指令停止由功率单元向与所述变频器电连接的电机输出功率。3.根据权利要求2所述的电驱压缩机的失电跨越控制系统，其特征在于，所述系统还包括预充电回路，所述预充电回路分别与所述控制器和所述直流母线电连接；所述控制器具体还用于：当所述直流母线上的电压降至所述第二直流母线电压时，控制所述预充电回路向所述直流母线的电容充电，并生成自动再启动指令，将所述自动再启动指令发送至所述变频器，所述变频器根据所述自动再启动指令关闭功率单元，直至所述直流母线上的电压回升至所述初始电压。4.根据权利要求3所述的电驱压缩机的失电跨越控制系统，其特征在于，所述控制器具体还用于：当所述直流母线上的电压在所述初始电压降和所述第一直流母线电压之间时，控制所述变频器的功率单元向与所述变频器电连接的电机输出功率。5.根据权利要求1至4任一项所述的电驱压缩机的失电跨越控制系统，其特征在于，所述第一直流母线电压与所述初始电压的比值为87％，所述第二直流母线电压与所述初始电压的比...

【专利技术属性】
技术研发人员：卓麟，仇寒，李祎璞，孙勇，张建国，钟晓峰，梁现华，郭淼，张博，曾涛，
申请(专利权)人：中石化川气东送天然气管道有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42