本发明专利技术涉及一种用于高速电梯的电网电压暂降防护装置和方法，包括多个两级式超级电容变流器，所述多个两级式超级电容变流器均包括依次连接的超级电容、三电平双向DC/DC变流器、直流母线电容、NPC三电平逆变器和LCL滤波器，所述两级式超级电容变流器与所述高速电机的电网供电线路并联；当电网电压正常时，所述多个两级式超级电容变流器和所述高速电梯并网运行；当电网电压暂降时，所述多个两级式超级电容变流器和和所述高速电梯离网运行，所述多个两级式超级电容变流器为所述高速电梯供电。个两级式超级电容变流器为所述高速电梯供电。个两级式超级电容变流器为所述高速电梯供电。
【技术实现步骤摘要】
一种用于高速电梯的电网电压暂降防护装置
[0001]本专利技术涉及电梯电动机
，具体涉及一种用于高速电梯的电网电压暂降防护装置。
技术介绍
[0002]高速电梯作为特种设备，对电压暂降极其敏感，同时其安全可靠运行与使用者人身安全直接相关，因此高速电梯对供电可靠性要求高。以往的高速电梯把电压暂降当做停电情况进行处理，直接采用防抱死装置使得电梯停止运行，这种处理方式过于简单粗暴，并且暂降发生频率高，这样不仅会使得电梯频繁抱死影响日常的生产生活，而且会影响电梯的工作寿命与效率。
[0003]由于高速电梯对供电可靠性要求高，要求防治设备能够解决任意深度的电压暂降，而传统的串联式电压暂降防治设备并不符合供电可靠性要求。
技术实现思路
[0004]本专利技术的目的在于提出一种用于高速电梯的电网电压暂降防护装置，以解决高速电梯电动机工作时的电网电压暂降问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的实施例提出一种用于高速电梯的电网电压暂降防护装置，包括多个两级式超级电容变流器，所述多个两级式超级电容变流器均包括依次连接的超级电容、三电平双向DC/DC变流器、直流母线电容、NPC三电平逆变器和LCL滤波器，所述两级式超级电容变流器与所述高速电机的电网供电线路并联；当电网电压正常时，所述多个两级式超级电容变流器和所述高速电梯并网运行；当电网电压暂降时，所述多个两级式超级电容变流器和和所述高速电梯离网运行，所述多个两级式超级电容变流器为所述高速电梯供电。
[0006]可选的，所述两级式超级电容变流器还包括恒功率控制模块和下垂控制模块；
[0007]所述恒功率控制模块用于在并网模式下，采用恒功率控制模式，通过功率电流双环控制所述多个两级式超级电容变流器运行；
[0008]所述下垂控制模块用于在离网模式下，采用下垂控制模式，通过电压电流双环控制所述多个两级式超级电容变流器运行。
[0009]可选的，所述两级式超级电容变流器还包括开关控制模块，所述开关控制模块用于在电网电压正常时，控制所述高速电机的电网供电线路上的开关闭合，使得所述多个两级式超级电容变流器和所述高速电梯并网运行；在电网电压暂降时，控制所述高速电机的电网供电线路上的开关断开，使得所述多个两级式超级电容变流器和所述高速电梯离网运行。
[0010]本专利技术的实施例还提出一种用于高速电梯的电网电压暂降防护方法，根据上述的用于高速电梯的电网电压暂降防护装置实现，所述方法包括以下步骤：
[0011]当电网电压正常时，所述多个两级式超级电容变流器和所述高速电梯并网运行；
[0012]当电网电压暂降时，所述多个两级式超级电容变流器和和所述高速电梯离网运行，所述多个两级式超级电容变流器为所述高速电梯供电。
[0013]可选的，当电网电压正常时，恒功率控制模块采用恒功率控制模式，通过功率电流双环控制所述多个两级式超级电容变流器并网运行；
[0014]当电网电压暂降时，下垂控制模块采用下垂控制模式，通过电压电流双环控制所述多个两级式超级电容变流器离网运行。
[0015]可选的，在电网电压正常时，开关控制模块控制所述高速电机的电网供电线路上的开关闭合，使得所述多个两级式超级电容变流器和所述高速电梯并网运行；
[0016]在电网电压暂降时，开关控制模块控制所述高速电机的电网供电线路上的开关断开，使得所述多个两级式超级电容变流器和所述高速电梯离网运行。
[0017]可选的，所述多个两级式超级电容变流器为所述高速电梯供电时，所述多个两级式超级电容变流器通过虚拟阻抗实现功率均分。
[0018]可选的，所述方法还包括：
[0019]在电网电压从正常变为暂降时，恒功率控制模块修改所述两级式超级电容变流器的有功和无功的额定值为下垂控制的理想工作点，即当电压为电网额定电压值，频率为电网频率时下垂控制模块设定的有功值和无功值；
[0020]下垂控制模块根据所述NPC三电平逆变器输出的有功功率的测量值产生角频率ω并继承电网的瞬时相位值产生相位信息并通过所述NPC三电平逆变器输出的无功功率的测量值来得到电压幅值的参考值，根据所述相位信息和所述电压幅值的参考值得到所述两级式超级电容变流器的初始电压参考值；
[0021]所述两级式超级电容变流器的控制模式从恒功率控制模式切换到下垂控制模式，其内部控制外环由功率外环切换至下垂控制的电压外环，并且对切换前的恒功率控制模式的电流参考值进行继承，将继承的电流参考值送入电流环，进行所述两级式超级电容变流器的电流环控制；
[0022]在下垂控制模式下，通过所述两级式超级电容变流器的采样NPC三电平逆变器输出电流值并经过二阶广义积分器得到相位滞后90
°
的虚拟阻抗的参考电流值，将所述虚拟阻抗的参考电流值经过放大倍数为Lv的放大器得到虚拟阻抗的电压参考值的负值，Lv为虚拟阻抗的电感值；其中，所述Lv满足线路阻抗总体呈感性，并且保证多台NPC三电平逆变器的虚拟阻抗和线路阻抗之和相等；
[0023]将所述初始电压参考值减去虚拟阻抗的电压参考值得到最终的电压参考值，并送入电压环作为参考电压，进行所述两级式超级电容变流器的电压环控制。
[0024]实施本专利技术的实施例，至少具有以下有益效果：
[0025]本专利技术的实施例针对电压暂降对高速电梯的影响问题，提出了能够对高速电梯电动机工作时的电网电压暂降进行防护的上述装置和方法，利用超级电容在电压暂降时主动离网运行以保持高速电梯的电压稳定，提高电梯运行可靠性。同时，由于超级电容容量有限，需要多机并联的现实因素，利用虚拟阻抗的方式实现了功率在多个逆变器间的均分。有效发挥了超级电容的功率密度高，放电速度快的优势，合理高效地实现电压暂降引起的电梯抱死问题，并且由于在电压暂降时主动离网使得逆变器直接供电的策略，因此可以应对
任意深度的电压暂降。
[0026]本专利技术的实施例的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述。
附图说明
[0027]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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0028]图1为本专利技术实施例中一种用于高速电梯的电网电压暂降防护装置连接配电网的拓扑结构示意图。
[0029]图2为本专利技术实施例中NPC三电平逆变器控制框图。
[0030]图3为本专利技术实施例中三电平双向DC/DC变流器的控制框图。
[0031]图4为本专利技术实施例中广义二阶积分器原理图。
[0032]图5为本专利技术实施例中虚拟阻抗计算原理图。
[0033]图6为本专利技术实施例中两个逆变器功率分配情况示意图。
[0034]图7为本专利技术实施例中逆变器端电压电流波形图。
[0035]图8为本专利技术实施例中负载侧电压电流波形图。
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【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于高速电梯的电网电压暂降防护装置，其特征在于，包括多个两级式超级电容变流器，所述多个两级式超级电容变流器均包括依次连接的超级电容、三电平双向DC/DC变流器、直流母线电容、NPC三电平逆变器和LCL滤波器，所述两级式超级电容变流器与所述高速电机的电网供电线路并联；当电网电压正常时，所述多个两级式超级电容变流器和所述高速电梯并网运行；当电网电压暂降时，所述多个两级式超级电容变流器和和所述高速电梯离网运行，所述多个两级式超级电容变流器为所述高速电梯供电。2.根据权利要求1所述的用于高速电梯的电网电压暂降防护装置，其特征在于，所述两级式超级电容变流器还包括恒功率控制模块和下垂控制模块；所述恒功率控制模块用于在并网模式下，采用恒功率控制模式，通过功率电流双环控制所述多个两级式超级电容变流器运行；所述下垂控制模块用于在离网模式下，采用下垂控制模式，通过电压电流双环控制所述多个两级式超级电容变流器运行。3.根据权利要求2所述的用于高速电梯的电网电压暂降防护装置，其特征在于，所述两级式超级电容变流器还包括开关控制模块，所述开关控制模块用于在电网电压正常时，控制所述高速电机的电网供电线路上的开关闭合，使得所述多个两级式超级电容变流器和所述高速电梯并网运行；在电网电压暂降时，控制所述高速电机的电网供电线路上的开关断开，使得所述多个两级式超级电容变流器和所述高速电梯离网运行。4.一种用于高速电梯的电网电压暂降防护方法，其特征在于，根据权利要求1
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3中任一项所述的用于高速电梯的电网电压暂降防护装置实现，所述方法包括以下步骤：当电网电压正常时，所述多个两级式超级电容变流器和所述高速电梯并网运行；当电网电压暂降时，所述多个两级式超级电容变流器和和所述高速电梯离网运行，所述多个两级式超级电容变流器为所述高速电梯供电。5.根据权利要求4所述的用于高速电梯的电网电压暂降防护方法，其特征在于，当电网电压正常时，恒功率控制模块采用恒功率控制模式，通过功率电流双环控制所述多个两级式超级电容变流器并网运行；当电网电压暂降时，下垂控制模块采用下垂控制模式，通过电压电流双环控制所述多个两级式超级电容变流器离网运行。...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘子俊，张华赢，时亨通，易皓，李其儒，张枭，
申请(专利权)人：深圳供电局有限公司，
类型：发明
国别省市：
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