一种交流输出滤波电容合闸涌流抑制拓扑电路及抑制方法技术

本发明专利技术创造提供了一种基于风电变流器的交流输出滤波电容合闸涌流抑制拓扑电路，包括主回路和控制回路，控制回路包括变流器模块中的PWM逆变器、LC滤波器，网侧开关，电网电压检测装置，控制器，三相不控整流器，三相电阻，预充电接触器；PWM逆变器的交流输出端与LC滤波器连接并通过网侧开关连接到电网，电网的电压检测点连接在电网输入端，电压检测点的检测结果通过电网电压检测装置反馈至控制器，三相电阻与预充电接触器串接，一端与三相不控整流器的交流侧连接，另外一端与电网输入端连接，三相不控整流器的正负端与PWM逆变器的直流侧正负端连接。本发明专利技术创造可有效抑制交流滤波电容合闸涌流产生的不利影响。

A topology circuit for suppression of inrush current in AC output filter capacitor and its suppression method

The invention provides an AC output filter capacitor switching inrush suppression topology circuit based on wind power converter, including a main circuit and a control circuit. The control circuit includes a PWM inverter, an LC filter, a grid side switch, a grid voltage detection device, a controller, a three-phase uncontrolled rectifier, and a three-phase electricity. The AC output of the PWM inverter is connected to the LC filter and connected to the grid through the grid side switch. The voltage detection point of the grid is connected to the grid input. The detection result of the voltage detection point is fed back to the controller through the grid voltage detection device, and the three-phase resistance is connected with the pre-charged contactor in series. The AC side of the three-phase uncontrolled rectifier is connected, the other end is connected with the grid input, and the positive and negative ends of the three-phase uncontrolled rectifier are connected with the DC side of the PWM inverter. The invention can effectively suppress the adverse effects caused by the closing of the AC filter capacitor.

【技术实现步骤摘要】
一种交流输出滤波电容合闸涌流抑制拓扑电路及抑制方法
本专利技术创造属于电力电子控制
，尤其是涉及一种交流输出滤波电容合闸涌流抑制拓扑电路及抑制方法。
技术介绍
风电变流器作为发电系统，网侧逆变器都是采用PWM逆变器，因此考虑并网谐波问题，基本上都采用了LC/LCL型滤波器，考虑到电感L成本较高，所以一般将C选择为较大的数值，这样导致电容在合闸时会有较大涌流，此涌流会损伤电容器，同时也会对电网产生一定冲击。在现有的做法中主要有，在电容支路串联限流电阻器，这样能有效的降低合闸涌流，但是电阻在其中会有较大的发热，一是影响整体系统效率，而是增加了成本。另外一种做法是在电容支路串联电感作为限流，但是当感值较大时，同样会增加成本，另外由于电感与电容容易引起振荡，以及由于谐波频率较高在电感上压降太大，影响滤波效果。市场上也有抑制电容涌流的相应开关，开关的原理都是通过判断电压相位来选择性投切相应的相电容，以此来保证电容合闸涌流在规定范围内，这样也会增加成本，另外由于增加了机械开关，所以增加了不可靠因素。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术创造旨在提出一种交流输出滤波电容合闸涌流抑制拓扑电路，以解决上述
技术介绍
中提到的问题。为达到上述目的，本专利技术创造的技术方案是这样实现的：一种基于风电变流器的交流输出滤波电容合闸涌流抑制拓扑电路，包括主回路和控制回路，控制回路包括变流器模块中的PWM逆变器、LC滤波器，网侧开关，电网电压检测装置，控制器，三相不控整流器，三相电阻，预充电接触器；PWM逆变器的交流输出端与LC滤波器连接并通过网侧开关连接到电网，电网的电压检测点连接在电网输入端，电压检测点的检测结果通过电网电压检测装置反馈至控制器，三相电阻与预充电接触器串接，一端与三相不控整流器的交流侧连接，另外一端与电网输入端连接，三相不控整流器的正负端与PWM逆变器的直流侧正负端连接；主回路包括依次连接的电机、电感和变流器模块中的PWM整流器。相对于现有技术，本专利技术创造所述的一种基于风电变流器的交流输出滤波电容合闸涌流抑制拓扑电路具有以下优势：本专利技术提供一种适用于风电变流器的交流侧输出滤波电容合闸涌流抑制方法，可有效抑制交流滤波电容合闸涌流产生的不利影响。附图说明构成本专利技术创造的一部分的附图用来提供对本专利技术创造的进一步理解，本专利技术创造的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术创造，并不构成对本专利技术创造的不当限定。在附图中：图1为本专利技术创造实施例所述的拓扑电路示意图；图2为本专利技术创造实施例所述的控制框图；图3为本专利技术创造实施例所述的控制流程图。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术创造中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术创造。如图1-3所示，本专利技术创造包括PWM逆变器，LC滤波器，网侧开关，电网电压检测，控制器，三相不控整流器，三相电阻，预充电接触器。其中PWM逆变器交流输出端与LC滤波器连接并通过网侧开关连接到电网，电网电压检测点连接在电网输入端，电网电压检测反馈至控制器。三相电阻与预充电接触串接，一端与三相不控整流器的交流侧连接，另外一端与电网输入端连接，三相不控整流器的正负端与PWM逆变器的直流侧正负端连接。控制器检测到电网有电时，合上预充电开关，通过三相电阻与三相不控整流器给PWM的直流侧电容充电。控制器通过检测电网电压，将电网三相电压经过两相静止变换成alpha-beta坐标系，再经过角度补偿生成PWM发生器输入参考值，由PWM发生器生成SVPWM，并由控制器输出值逆变器的IGBT；输出PWM经过交流输出端LC滤波器，在网侧开关两端形成相位一致，幅值相近的电压波形，再进行网侧开关闭合，完成电容合闸，再断开与充电开关，这样能滤波电容经过逆变器的PWM预充电，能够保证网侧开关合闸时，电容电流无冲击。如图2所示，采集的到的电网三相电压UabcL，经过3相静止坐标系转换2相静止坐标系，转换成为UαβL；变换方程为：考虑到由于采集回路等滤波原因，需要将电压UαβL经过角度补偿θ，得到UαβL*，补偿方程为：将补偿得到的UαβL*输入到SVPWM模块，让逆变器输出PWM经过LC滤波得到正弦电压，让网侧开关合闸，从而减少电容合闸带来的冲击。以上所述仅为本专利技术创造的较佳实施例而已，并不用以限制本专利技术创造，凡在本专利技术创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本专利技术创造的保护范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于风电变流器的交流输出滤波电容合闸涌流抑制拓扑电路，其特征在于：包括主回路和控制回路，控制回路包括变流器模块中的PWM逆变器、LC滤波器，网侧开关，电网电压检测装置，控制器，三相不控整流器，三相电阻，预充电接触器；PWM逆变器的交流输出端与LC滤波器连接并通过网侧开关连接到电网，电网的电压检测点连接在电网输入端，电压检测点的检测结果通过电网电压检测装置反馈至控制器，三相电阻与预充电接触器串接，一端与三相不控整流器的交流侧连接，另外一端与电网输入端连接，三相不控整流器的正负端与PWM逆变器的直流侧正负端连接；主回路包括依次连接的电机、电感和变流器模块中的PWM整流器。

【技术特征摘要】
1.一种基于风电变流器的交流输出滤波电容合闸涌流抑制拓扑电路，其特征在于：包括主回路和控制回路，控制回路包括变流器模块中的PWM逆变器、LC滤波器，网侧开关，电网电压检测装置，控制器，三相不控整流器，三相电阻，预充电接触器；PWM逆变器的交流输出端与LC滤波器连接并通过网侧开关连接到电网，电网的电压检测点连接在电网输入端，电压检测点的检测结果通过电网电压检测装置反馈至控制器，三相电阻与预充电接触器串接，一端与三相不控整流器的交流侧连接，另外一端与电网输入端连接，三相不控整流器的正负端与PWM逆变器的直流侧正负端连接；主回路包括依次连接的电机、电感和变流器模块中的PWM整流器。2.一种利用权利要求1进行风电变流器的交流滤波电容合闸涌流抑制方法，其特征在于：具体包括如下步骤：(1)设置基于风电变流器的交流输出滤波电容合闸涌流抑制拓扑电路；(2)控制器检测到电网有电时，合上预充电开关，通过三...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈海彬，赵家欣，问虎龙，
申请(专利权)人：天津瑞能电气有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12