【技术实现步骤摘要】
本申请涉及新能源发电领域，尤其涉及一种功率变换器以及抗感性负载投切的方法以及发电系统。
技术介绍
1、对于新能源发电系统，功率变换器用于将来自光伏组件或储能电池的直流电转化为交流电并将交流电传输给变压器，变压器用于将交流电升压并进一步将升压后的交流电并入中高压网络中。与传统的发电站相似，新能源系统中的变压器也需进行定期维护，维护后，变压器空载投切或恢复电压时会产生幅值很大的涌流，进而引发变压器继电保护装置的误动作，或者，导致新能源系统中功率变换器等设备的电气损坏，严重影响新能源系统供电的可靠性。为此，业界通常采取加入谐波补偿设备，或者，对变压器进行缓慢地投切来减小投切时产生的电流冲击和电压波动。但是，额外加入谐波补偿设备会导致系统成本的上升，对变压器进行缓慢投切则可能导致整个新能源发电系统失电，因此，如何在不增加硬件成本的基础上，消除变压器投切时涌流的影响，至关重要。
技术实现思路
1、本申请实施例提供了一种功率变换器、抗感性负载投切的方法以及发电系统，其中，该功率变换器能够在不增加硬件设备的基础上，避免感性负载投切导致的过流保护和中点电位保护，保证新能源发电系统的稳定运行。
2、第一方面，本申请实施例提供了一种功率变换器，功率变换器包括：直流输入端、交流输出端、母线电容、dc/ac功率变换电路以及控制器。其中，直流输入端用于连接直流源，交流输出端用于连接负载，母线电容包括串联的正母线电容和负母线电容，正母线电容和负母线电容的串联连接点为中点，正母线电容与正直流母线相连
3、在一种可能的实现方式中，控制器用于，在dc/ac功率变换电路与负载连接线路的偶次谐波电流增大时，降低输出电压。
4、变压器等感性负载投切后，功率变换器内dc/ac功率变换电路与该感性负载的连接线路上将产生励磁涌流，一方面，较大的励磁涌流可能触发功率变换器的过流保护，另一方面，励磁涌流中较多的偶次谐波电流还会导致功率变换器中点电位的偏移，并进一步损坏dc/ac功率变换电路的开关管。由于偶次谐波电流与功率变换器输出交流电的输出电压存在负相关关系，本申请通过降低输出电压，使变压器等感性负载快速退出磁饱和状态，进而减小励磁涌流，保证功率变换器的稳定运行。如此设置，可以在不增加中点平衡电路或者外部无功补偿设备等硬件的前提下，实现变压器等感性负载的全压投切，保证负载供电的稳定性。
5、在一种可能的实现方式中，控制器用于，在dc/ac功率变换电路与负载连接线路上二次谐波电流的峰值增大时，降低输出电压。值得一提的是，励磁涌流中存在大量的高次谐波电流，导致励磁涌流呈现尖顶状，因此，若盲目地建立励磁涌流峰值与输出电压的负相关关系，将导致输出电压的过度降低，不利于负载供电的稳定性。另外，励磁涌流中二次谐波电流的含量最多且二次谐波电流对功率变换器中点电位的影响最大，因此，以二次谐波电流的峰值来表征励磁涌流的大小可以更加精确地控制功率变换器的输出电压，提高功率变换器抗励磁涌流冲击的能力。
6、在一种可能的实现方式中，控制器还用于，在dc/ac功率变换电路与负载连接线路上二次谐波电流的峰值变化率增大时，降低功率变换器输出交流电的输出电压。当二次谐波电流的峰值变化率增大时，说明励磁涌流也在同步增大，因此，通过建立二次谐波电流的峰值变化率与输出电压的负相关关系也能够更加精确地对输出电压进行调控，提高功率变换器抗励磁涌流冲击的能力。
7、在一种可能的实现方式中，控制器用于，在正母线电容与负母线电容的电压差值的绝对值大于设定阈值且dc/ac功率变换电路与负载连接线路上二次谐波电流的峰值增大时，降低功率变换器输出交流电的输出电压。值得一提的是，在某些相位下，即使励磁涌流较大，但是功率变换器中点电位的偏移却较小，此时，若降低功率变换器输出交流电输出电压将影响负载供电的稳定性。因此，在改变输出交流电的输出电压前，控制器通过同步判断正母线电容与负母线电容的电压差值的绝对值是否大于设定阈值以及dc/ac功率变换电路与负载连接线路上二次谐波电流的峰值是否增大，可以更加精确地对功率变换器的输出特性进行调控，保证负载供电的稳定性。
8、在一种可能的实现方式中，控制器用于，在正母线电容与负母线电容的电压差值的绝对值大于设定阈值且dc/ac功率变换电路与负载连接线路上二次谐波电流的峰值变化率增大时，降低功率变换器输出交流电的输出电压。基于相同原理，在改变输出交流电的输出电压前，控制器通过同步判断正母线电容与负母线电容的电压差值的绝对值是否大于设定阈值以及dc/ac功率变换电路与负载连接线路上二次谐波电流的峰值变换率是否增大，可以更加精确地对功率变换器的输出特性进行调控，保证负载供电的稳定性。
9、在一种可能的实现方式中，在功率变换器输出交流电的输出电压降低后，控制器还用于，在正母线电容与负母线电容的电压差值的绝对值降低时，升高功率变换器输出交流电的输出电压。除此之外，控制器还用于，在功率变换器输出交流电的输出电压降低后，在正母线电容与负母线电容的电压差值的绝对值升高时，降低或保持功率变换器输出交流电的输出电压。如此设置，可以使得控制器对可能存在的励磁涌流进行快速响应，进而避免励磁涌流对功率变换器的冲击。另外，如上所述，在某些相位下，即使励磁涌流较大，但是功率变换器中点电位的偏移却较小。因此，通过进一步结合正母线电容与负母线电容的电压差值的绝对值来判断，可以更加精确地对功率变换器的输出特性进行调控。具体而言，在输出电压降低后，若检测到正母线电容与负母线电容的电压差值的绝对值升高，说明励磁涌流的影响仍较大，需持续降低或保持输出电压以使感性负载退出磁饱和区，进而降低励磁涌流。同理，在输出电压降低后，若检测到正母线电容与负母线电容的电压差值的绝对值降低，说明励磁涌流的影响逐步减弱，此时，可逐步提升功率变换器输出交流电的输出电压，进而逐渐恢复至没有励磁涌流影响时的水平，实现输出电压的动态控制，提高了负载供电的稳定性。
10、第二方面，本申请提供了一种抗感性负载投切的控制方法，该方法包括：根据位于功率变换器与负载连接线路上的偶次谐波电流控制功率变换器输出交流电的输出电压，其中，功率变换器用于将来自光伏组件或储能电池的直流电转化为交流电，偶次谐波的频率为电网频率的偶数倍。如此设置，可以在不增加中点平衡电路或者外部无功补偿设备等硬件的前提下，实现变压器等感性负载的全压投切，保证负载供电的稳定性。
11、在一种可能的实现方式中，在偶次谐波电流增大时，降低输出电压，以降低正母线电容与负母线电容的电压差值的绝对值。其中，正母线电容与负母线本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种功率变换器，其特征在于，所述功率变换器包括：直流输入端、交流输出端、母线电容、DC/AC功率变换电路以及控制器，其中，
2.根据权利要求1所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器用于，在所述DC/AC功率变换电路与所述负载连接线路的偶次谐波电流增大时，降低所述输出电压。
3.根据权利要求2所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器用于，在所述DC/AC功率变换电路与所述负载连接线路上二次谐波电流的峰值增大时，降低所述输出电压。
4.根据权利要求2或3所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器还用于，响应于所述DC/AC功率变换电路与所述负载连接线路上所述二次谐波电流的峰值变化率增大，降低所述输出电压。
5.根据权利要求3所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器用于，在所述正母线电容与所述负母线电容的电压差值的绝对值大于设定阈值且所述DC/AC功率变换电路与所述负载连接线路上所述二次谐波电流的峰值增大时，降低所述输出电压。
6.根据权利要求4所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器用于，在所述正母线电容与所述负母线电容
7.根据权利要求3或4所述的功率变换器，其特征在于，在所述功率变换器输出交流电的输出电压降低后，所述控制器还用于，在所述正母线电容与所述负母线电容的电压差值的绝对值降低时，升高所述输出电压；或者，
8.一种功率变换器输出电压的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
11.根据权利要求9或10所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
12.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
14.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
15.一种功率变换器输出电压的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
16.一种发电系统，其特征在于，所述发电系统包括N台如权利要求1-7中任一项所述的功率变换器以及上级控制器，其中，所述N台功率变换器的直流输入端用于连接直流源，所述N台功率变换器的交流输出端并联并用于连接负载；
...【技术特征摘要】
1.一种功率变换器，其特征在于，所述功率变换器包括：直流输入端、交流输出端、母线电容、dc/ac功率变换电路以及控制器，其中，
2.根据权利要求1所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器用于，在所述dc/ac功率变换电路与所述负载连接线路的偶次谐波电流增大时，降低所述输出电压。
3.根据权利要求2所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器用于，在所述dc/ac功率变换电路与所述负载连接线路上二次谐波电流的峰值增大时，降低所述输出电压。
4.根据权利要求2或3所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器还用于，响应于所述dc/ac功率变换电路与所述负载连接线路上所述二次谐波电流的峰值变化率增大，降低所述输出电压。
5.根据权利要求3所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器用于，在所述正母线电容与所述负母线电容的电压差值的绝对值大于设定阈值且所述dc/ac功率变换电路与所述负载连接线路上所述二次谐波电流的峰值增大时，降低所述输出电压。
6.根据权利要求4所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器用于，在所述正母线电容与所述负母线电容的电压差值的绝对值大于设定阈值且所述dc/ac功率变换电路与所述负载连接线路上所述二次谐波...
【专利技术属性】
技术研发人员：董明轩，陈杰，辛凯，
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：
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