功率变换设备及其控制方法技术

本申请提供了一种功率变换设备及其控制方法，该功率变换设备包括直流母线、逆变电路和控制器。控制器在功率变换设备从高电压穿越状态切换为低电压穿越状态后，在低电压穿越无功电流响应过程中的第一时间区间和第二时间区间，分别控制逆变电路的输出有功电流的变化率为第一变化率和第二变化率，第二变化率大于第一变化率，第一时间区间的第一区间时长与第二时间区间的第二区间时长的和，小于或者等于低穿无功电流响应时长阈值。采用本申请，可提升功率变换设备从高电压穿越状态切换为低电压穿越状态后的适配性。压穿越状态后的适配性。压穿越状态后的适配性。

【技术实现步骤摘要】
功率变换设备及其控制方法


[0001]本申请涉及电源
，尤其涉及一种功率变换设备及其控制方法。

技术介绍

[0002]随着新能源直流输电外送电线路越来越多，直流输电出现连续换相失败导致的电力系统出现高电压转低电压连续穿越的事故也随之而来。
[0003]目前，在电力系统出现高电压穿越期间，逆变器主要按照标准高电压穿越模式进行输出，即逆变器根据标准要求和电网电压升高高度输出无功电流，同时根据自身的最大电流能力限制有功电流的输出。在电力系统从高电压穿越转入低电压穿越后，逆变器主要按照标准低电压穿越模式进行输出，即逆变器根据标准要求和电网电压跌落深度输出无功电流，同时根据自身的最大电流能力限制有功电流的输出。
[0004]上述标准高电压穿越模式和标准低电压穿越模式的控制方式虽然均可为电力系统提供有功和无功支撑，但在高电压穿越期间，由于电网电压升高，标准高电压穿越模式会使直流母线电压维持在较高水平。具体请参见图1所示的控制时序图，在高电压穿越Δt1期间，直流母线电压保持高于低穿降额阈值U3。基于此，在电力系统从高电压穿越转入低电压穿本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种功率变换设备，其特征在于，所述功率变换设备的输入端和输出端分别用于连接直流电源和交流电网，所述功率变换设备包括直流母线、逆变电路和控制器，其中：所述逆变电路的输入端通过所述直流母线连接所述功率变换设备的输入端，所述逆变电路的输出端连接所述功率变换设备的输出端；所述控制器，用于在所述交流电网的电网电压大于高电压穿越电压阈值时控制所述功率变换设备处于所述高电压穿越状态，在所述交流电网的电网电压小于低电压穿越电压阈值时控制所述功率变换设备处于所述低电压穿越状态；所述控制器，用于在所述功率变换设备从高电压穿越状态切换为低电压穿越状态后，在低电压穿越无功电流响应过程中的第一时间区间和第二时间区间，分别控制所述逆变电路的输出有功电流的变化率为第一变化率和第二变化率，其中，所述第二变化率大于所述第一变化率，所述第一时间区间的第一区间时长与所述第二时间区间的第二区间时长的和小于或者等于低穿无功电流响应时长阈值。2.根据权利要求1所述的功率变换设备，其特征在于，所述控制器用于在所述第一时间区间，根据第一目标无功电流值和预设最大输出电流值确定第一目标有功电流值，并基于所述第一目标有功电流值控制所述逆变电路的输出有功电流，以控制所述逆变电路的输出有功电流的变化率为所述第一变化率。3.根据权利要求2所述的功率变换设备，其特征在于，所述第一时间区间早于所述第二时间区间；所述控制器用于在所述第二时间区间，基于第二目标有功电流值控制所述逆变电路的输出有功电流；在基于所述第二目标有功电流值控制所述逆变电路的输出有功电流过程中，调整所述第二目标有功电流值从第一有功电流值减小至所述第一目标有功电流值，以控制所述逆变电路的输出有功电流的变化率为所述第二变化率，其中，所述第一有功电流值为所述第一目标有功电流值与预设有功电流增量之和，所述预设有功电流增量由所述逆变电路的额定输出电流值和预设母线电压衰减系数确定。4.根据权利要求2所述的功率变换设备，其特征在于，所述控制器用于在所述第二时间区间，基于第二目标有功电流值控制所述逆变电路的输出有功电流，以控制所述逆变电路的输出有功电流的变化率为所述第二变化率，其中，所述第二目标有功电流值等于所述第二时间区间的区间起始时刻下所述逆变电路的输出有功电流值。5.根据权利要求2所述的功率变换设备，其特征在于，所述控制器用于在所述第二时间区间，基于第二目标有功电流值控制所述逆变电路的输出有功电流，以控制所述逆变电路的输出有功电流的变化率为所述第二变化率，其中，所述第二目标有功电流值大于所述第二时间区间的区间起始时刻下所述逆变电路的输出有功电流值。6.根据权利要求3
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5任一项所述的功率变换设备，其特征在于，所述控制器用于在所述逆变电路的输出有功电流小于或者等于有功电流阈值的情况下，在所述第二时间区间控制所述逆变电路的输出有功电流的变化率为所述第二变化率。7.根据权利要求4
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6任一项所述功率变换设备，其特征在于，所述控制器还用于在低电压穿越无功电流响应过程中的第三时间区间，控制所述逆变电路的输出有功电流的变化率为第三变化率，其中，所述第三变化率小于所述第二变化率，所述第三时间区间的第三区间时长、所述第一区间时长与所述第二区间时长的和，小于或者等于所述低穿无功电流响应
时长阈值。8.根据权利要求7所述的功率变换设备，其特征在于，所述第三时间区间晚于所述第一时间区间和所述第二时间区间；所述控制器用于在所述第三时间区间，基于第三目标有功电流值控制所述逆变电路的输出有功电流；在基于所述第三目标有功电流值控制所述逆变电路的输出有功电流过程中，调整所述第三目标有功电流值从第二有功电流值减小至所述第一目标有功电流值，以控制所述逆变电路的输出有功电流的变化率为所述第三变化率，其中，所述第二有功电流值为所述第三时间区间的区间起始时刻下所述逆变电路的输出有功电流值。9.根据权利要求7所述的功率变换设备，其特征在于，所述控制器用于在所述第三时间区间，基于第三目标有功电流值控制所述逆变电路的输出有功电流，以控制所述逆变电路的输出有功电流的变化率为所述第三变化率，其中，所述第三目标有功电流值等于所述第三时间区间的区间起始时刻下所述逆变电路的输出有功电流值。10.根据权利要求7或9所述的功率变换设备，其特征在于，所述控制器还用于在低电压穿越无功电流响应过程中的第四时间区间，控制所述逆变电路的输出有功电流的变化率为第四变化率，其中，所述第四变化率小于所述第三变化率，所述第四时间区间的第四区间时长、所述第一区间时长、所述第二区间时长与所述第三区间时长的和，小于或者等于所述低穿无功电流响应时长阈值。11.根据权利要求10所述的功率变换设备，其特征在于，所述第四时间区间晚于所述第一时间区间、所述第二时间区间和所述第三时间区间；所述控制器用于在所述第四时间区间，基于第四目标有功电流值控制所述逆变电路的输出有功电流；在基于所述第四目标有功电流值控制所述逆变电路的输出有功电流过程中，调整所述第四目标有功电流值从第三有功电流值减小至所述第一目标有功电流值，以控制所述逆变电路的输出有功电流的变化率为所述第四变化率，其中，所述第三有功电流值为所述第四时间区间的区间起始时刻下所述逆变电路的输出有功电流值。12.根据权利要求3
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11任一项所述的功率变换设备，其特征在于，所述控制器还用于在所述第二时间区间，基于第二目标无功电流值控制所述逆变电路的输出无功电流，其中，所述第二目标无功电流值由所述第二目标有功电流值和所述预设最大输出电流值确定。13.根据权利要求8
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12任一项所述的功率变换设备，其特征在于，所述控制器还用于在所述第三时间区间，基于第三目标无功电流值控制所述逆变电路的输出无功电流，其中，所述第三目标无功电流值由所述第三目标有功电流值和所述预设最大输出电流值确定。14.根据权利要求11
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13任一项所述的功率变换设备，其特征在于，所述控制器还用于在所述第四时间区间，基于第四目标无功电流值控制所述逆变电路的输出无功电流，其中，所述第四目标无功电流值由所述第四目标有功电流值和所述预设最大输出电流值确定。15.根据权利要求2
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14任一项所述的功率变换设备，其特征在于，所述控制器还用于在所述第一时间区间，基于所述第一目标无功电流值控制所述逆变电路的输出无功电流，其中，所述第一目标无功电流值由所述交流电网的电压跌落值确定。16.根据权利要求1
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15任一项所述的功率变换设备，其特征在于，所述功率变换设备还包括直流DC/直流DC电路，所述逆变电路的输...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜毅，于心宇，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：