变流器、电网供电系统以及变流器的控制方法技术方案

本申请提供了一种变流器、电网供电系统以及变流器的控制方法，变流器的输入端耦合连接电网供电系统中的供电电源，变流器的输出端与交流电网耦合，变流器中包括变流模块和故障穿越控制模块。其中，故障穿越控制模块用于在检测到交流电网出现不对称故障时，获取交流电网出现的距离当前时间最近的一次历史不对称故障穿越的故障穿越持续时间，基于获取到的故障穿越持续时间控制变流模块向交流电网注入负序无功电流。采用本申请，在不对称故障期间变流器能够向交流电网注入稳定的负序无功电流，增强了在弱电网情况下电网供电的稳定性和安全性，电网故障恢复可靠性强。电网故障恢复可靠性强。电网故障恢复可靠性强。

【技术实现步骤摘要】
变流器、电网供电系统以及变流器的控制方法


[0001]本申请涉及电子电力
，尤其涉及一种变流器、电网供电系统以及变流器的控制方法。

技术介绍

[0002]随着光伏、风电和储能装置等分布式能源的渗透率逐渐提高，电子电力并网逆变器(或者变流器)作为能量交换的重要组成单元，与电网之间的相互影响日益显著。在为交流电网供电的过程中，由于设备之间的传输线短路，或者设备故障等因素会导致交流电网发生低电压故障或高电压故障。目前多个国家的并网标准中，都要求变流器具有故障穿越能力，即当电网出现低电压故障或高电压故障时，供电端相关设备不脱网连续运行并注入无功电流帮助电网恢复正常电压。
[0003]本申请的专利技术人在研究和实验过程中发现，在变流器的并网环境为弱电网的情况下，此时交流电网出现低电压故障或高电压故障，变流器输出的无功电流会明显改变变流器端口电压的不平衡度，变化的端口电压会干扰变流器对电网的故障检测以及无功电流控制，甚至影响变流器的运行状态，造成弱电网环境下变流器故障穿越状态的反复进出，变流器输出的无功电流反复振荡，最终导致变流器故障穿越失败。因此，如何解决在弱电网环境下变流器输出的无功电流反复振荡的问题，避免变流器故障穿越失败是当前亟待解决的技术问题之一。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种变流器、电网供电系统以及变流器的控制方法，可在不对称故障期间向交流电网注入稳定的负序无功电流，增强了在弱电网情况下电网供电的稳定性和安全性，电网故障恢复可靠性强。
[0005]第一方面，本申请提供了一种变流器，该变流器适用于电网供电系统，变流器的输入端耦合连接电网供电系统中的供电电源，变流器的输出端与交流电网耦合。这里，上述变流器中包括变流模块和故障穿越控制模块，故障穿越控制模块用于在上述交流电网的不对称故障参数大于故障判定阈值时，根据上述交流电网出现的距离当前时间最近的一次历史不对称故障穿越的故障穿越持续时间，控制上述变流模块向上述交流电网注入负序无功电流。上述不对称故障参数包括第一负序电压，包括三相线电压的最大有效值、最大峰峰值、最大幅值分别与对应的最小有效值、最小峰峰值、最小幅值的差值，或者三相相电压的最大有效值、最大峰峰值、最大幅值分别与对应的最小有效值、最小峰峰值、最小幅值的差值中一种。
[0006]在本申请中，变流器中的故障穿越控制模块在检测到交流电网出现不对称故障时获取上一次故障穿越的持续时间，即距离当前时间最近的一次历史不对称故障穿越的故障穿越持续时间。故障穿越控制模块可以基于该故障穿越持续时间控制变流模块向交流电网注入负序无功电流，基于不同的故障穿越持续时间调整向交流电网注入的负序无功电流的
电流值大小，可以避免在弱电网环境下由于电流值过高的负序无功电流改变变流器端口电压的不平衡度(比如降低变流器端口的负序电压)以干扰检测不对称故障的问题。在不对称故障期间变流器能够向交流电网注入稳定的负序无功电流，增强了在弱电网情况下电网供电的稳定性和安全性，电网故障恢复可靠性强。
[0007]结合第一方面，在第一种可能的实施方式中，上述故障穿越控制模块还用于在上述故障穿越持续时间为空或者上述故障穿越持续时间大于或者等于预设时间阈值时，根据在上述交流电网出现当前不对称故障前的第二负序电压和第一负序无功电流、上述变流器的额定电压、上述变流器的额定电流以及上述第一负序电压得到第二负序无功电流值，并控制上述变流模块向上述交流电网注入电流大小等于上述第二负序无功电流值的第二负序无功电流。故障穿越控制模块通过获取最近一次发生过的不对称故障穿越的故障穿越持续时间，并基于该故障穿越持续时间向上述交流电网注入相应电流大小的负序无功电流，保障在不对称故障期间变流器能够向交流电网注入稳定的负序无功电流，增强了在弱电网情况下电网供电的稳定性和安全性。
[0008]结合第一方面，在第二种可能的实施方式中，上述故障穿越控制模块还用于在上述故障穿越持续时间为空或者上述故障穿越持续时间大于或者等于预设时间阈值时，根据在上述交流电网出现当前不对称故障前的第一负序无功电流、上述故障判定阈值、上述变流器的额定电压、上述变流器的额定电流以及上述第一负序电压得到第二负序无功电流值，并控制上述变流模块向上述交流电网注入电流大小等于上述第二负序无功电流值的第二负序无功电流。故障穿越控制模块通过获取最近一次发生过的不对称故障穿越的故障穿越持续时间，并基于该故障穿越持续时间向上述交流电网注入相应电流大小的负序无功电流，保障在不对称故障期间变流器能够向交流电网注入稳定的负序无功电流，增强了在弱电网情况下电网供电的稳定性和安全性。
[0009]结合第一方面，在第三种可能的实施方式中，上述故障穿越控制模块还用于在上述故障穿越持续时间小于预设时间阈值时，根据在上述交流电网出现当前不对称故障前的第二负序电压和第一负序无功电流、上述变流器的额定电压、上述变流器的额定电流以及上述第一负序电压得到第二负序无功电流值，根据上述第二负序无功电流值得到第三负序无功电流值，并控制上述变流模块向上述交流电网注入电流大小等于上述第三负序无功电流值的第三负序无功电流，上述第三负序无功电流的电流绝对值小于上述第二负序无功电流的电流绝对值。故障穿越控制模块在故障穿越持续时间小于预设时间阈值时减少向交流电网注入的负序无功电流大小，避免在弱电网环境下变流器输出的负序无功电流降低变流器端口的负序电压以干扰不对称故障检测，保障在不对称故障期间变流器能够向交流电网注入稳定的负序无功电流。
[0010]结合第一方面，在第四种可能的实施方式中，上述故障穿越控制模块还用于在上述故障穿越持续时间小于预设时间阈值时，根据在上述交流电网出现当前不对称故障前的第一负序无功电流、上述故障判定阈值、上述变流器的额定电压、上述变流器的额定电流以及上述第一负序电压得到第二负序无功电流值，根据上述第二负序无功电流值得到第三负序无功电流值，并控制上述变流模块向上述交流电网注入电流大小等于上述第三负序无功电流值的第三负序无功电流，上述第三负序无功电流的电流绝对值小于上述第二负序无功电流的电流绝对值。故障穿越控制模块在故障穿越持续时间小于预设时间阈值时减少向交
流电网注入的负序无功电流大小，避免在弱电网环境下变流器输出的负序无功电流降低变流器端口的负序电压以干扰不对称故障检测，保障在不对称故障期间变流器能够向交流电网注入稳定的负序无功电流。
[0011]结合第一方面第一种可能的实施方式或者第一方面第三种可能的实施方式，在第五种可能的实施方式中，上述第二负序无功电流满足：
[0012][0013]其中，U2为上述第二负序电压，Iqn1为上述第一负序无功电流，Un为上述变流器的额定电压，In为上述变流器的额定电流，U1为上述第一负序电压，K为正数，Iqn2为上述第二负序无功电流。上述故障穿越控制模块可以基于上述表达式得到向上述交流电网注入的第二负序无功电流对应的第二负序无功电流值，并控制变流模块向交流电网注入电流大小等于第二负序无功电流值的第二负序无功电流。
[0014]结合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变流器，所述变流器适用于电网供电系统，其特征在于，所述变流器的输入端耦合连接所述电网供电系统中的供电电源，所述变流器的输出端与交流电网耦合；所述变流器中包括变流模块和故障穿越控制模块；所述故障穿越控制模块用于在所述交流电网的不对称故障参数大于故障判定阈值时，根据所述交流电网出现的距离当前时间最近的一次历史不对称故障穿越的故障穿越持续时间，控制所述变流模块向所述交流电网注入负序无功电流，所述不对称故障参数包括第一负序电压，以及三相线电压的最大有效值、最大峰峰值、最大幅值分别与对应的最小有效值、最小峰峰值、最小幅值的差值，以及三相相电压的最大有效值、最大峰峰值、最大幅值分别与对应的最小有效值、最小峰峰值、最小幅值的差值中一种。2.根据权利要求1所述的变流器，其特征在于，所述故障穿越控制模块还用于在所述故障穿越持续时间为空或者所述故障穿越持续时间大于或者等于预设时间阈值时，根据在所述交流电网出现当前不对称故障前的第二负序电压和第一负序无功电流、所述变流器的额定电压、所述变流器的额定电流以及所述第一负序电压得到第二负序无功电流值，并控制所述变流模块向所述交流电网注入电流大小等于所述第二负序无功电流值的第二负序无功电流。3.根据权利要求1所述的变流器，其特征在于，所述故障穿越控制模块还用于在所述故障穿越持续时间为空或者所述故障穿越持续时间大于或者等于预设时间阈值时，根据在所述交流电网出现当前不对称故障前的第一负序无功电流、所述故障判定阈值、所述变流器的额定电压、所述变流器的额定电流以及所述第一负序电压得到第二负序无功电流值，并控制所述变流模块向所述交流电网注入电流大小等于所述第二负序无功电流值的第二负序无功电流。4.根据权利要求1所述的变流器，其特征在于，所述故障穿越控制模块还用于在所述故障穿越持续时间小于预设时间阈值时，根据在所述交流电网出现当前不对称故障前的第二负序电压和第一负序无功电流、所述变流器的额定电压、所述变流器的额定电流以及所述第一负序电压得到第二负序无功电流值，根据所述第二负序无功电流值得到第三负序无功电流值，并控制所述变流模块向所述交流电网注入电流大小等于所述第三负序无功电流值的第三负序无功电流，所述第三负序无功电流的电流绝对值小于所述第二负序无功电流的电流绝对值。5.根据权利要求1所述的变流器，其特征在于，所述故障穿越控制模块还用于在所述故障穿越持续时间小于预设时间阈值时，根据在所述交流电网出现当前不对称故障前的第一负序无功电流、所述故障判定阈值、所述变流器的额定电压、所述变流器的额定电流以及所述第一负序电压得到第二负序无功电流值，根据所述第二负序无功电流值得到第三负序无功电流值，并控制所述变流模块向所述交流电网注入电流大小等于所述第三负序无功电流值的第三负序无功电流，所述第三负序无功电流的电流绝对值小于所述第二负序无功电流的电流绝对值。6.根据权利要求2或者权利要求4所述的变流器，其特征在于，所述第二负序无功电流满足：
其中，U2为所述第二负序电压，Iqn1为所述第一负序无功电流，Un为所述变流器的额定电压，In为所述变流器的额定电流，U1为所述第一负序电压，K为正数，Iqn2为所述第二负序无功电流。7.根据权利要求3或者权利要求5所述的变流器，其特征在于，所述第二序无功电流满足：其中，Iqn1为所述第一负序无功电流，Unv为所述故障判定阈值，Un为所述变流器的额定电压，In为所述变流器的额定电流，U1为所述第一负序电压，K为正数，Iqn2为所述第二负序无功电流。8.一种电网供电系统，其特征在于，所述电网供电系统中包括供电电源、变压器和如权利要求1
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7任一项所述的变流器；所述供电电源用于为所述变流器提供能量输入或者电源输入；所述变流器用于基于所述供电电源提供能量输入或者电源输入进行变流转换后得到第一交流电并输出所述变压器；所述变压器用于基于所述第一交流电进行功率转换，并向交流电网输出第二交流电；所述变流器还用于在所述交流电网出现不对称故障时，根据所述交流电网出现的距离当...

【专利技术属性】
技术研发人员：王琮元，邵章平，辛凯，刘云峰，
申请(专利权)人：华为数字能源技术有限公司，
类型：发明
国别省市：