【技术实现步骤摘要】
本申请涉及电力电子领域，尤其涉及一种功率变换器和功率变换器的控制方法。
技术介绍
1、随着新能源供电系统中并网容量的增加，供电系统中的并网逆变器越来越多。大量新能源电站通过长距离输电线路将电能输出到电网，在长距离输电线路短路或者并网逆变器出现故障时，会造成供电系统出现短路。并网逆变器与电网之间线路上包括开关，供电系统出现短路故障时，功率变换器可以按照故障穿越进行响应，严重情况下可能会触发供电系统中电网保护装置过流保护以断开故障线路对应的开关，并在短路点故障切除后重新闭合开关。因此在供电系统重新闭合开关或者重合闸成功前，供电系统故障相断路，非故障的其他相保持运行。然而，供电系统缺相运行期间，并网逆变器如果依旧按照短路故障应对，并网逆变器输出大量无功和有功功率，可能造成输电线路和变压器线圈过载导致损坏，导致电网高压侧发生过压和震荡，损坏供电系统中的电力设备。
技术实现思路
1、本申请实施例提供一种功率变换器和功率变换器的控制方法，可在功率变换器为缺相并网模式期间降低功率变换器对电网的冲击，实现功率变换器在保持不脱网情况下支撑供电系统由缺相并网切换至正常并网。
2、第一方面，本申请提供了一种功率变换器，功率变换器包括三相逆变电路和控制器，三相逆变电路的输入端用于连接直流电源，三相逆变电路的三相输出端用于连接电网。控制器用于，当功率变换器为缺相并网模式，且三相逆变电路的三相输出端的三相电压目标值大于电压阈值时，控制三相逆变电路输出的有功电流的绝对值、无功电流的大小分别与三相电压
3、在本申请中，控制器根据三相逆变电路的三相输出端的三相电压检测供电系统是否缺相运行，无需额外增加缺相检测装置，缺相工况检测成本低，且无需向电网注入负序无功或者谐波进行检测，避免影响电网电压质量。控制器识别功率变换器缺相运行后，即识别到功率变换器中故障相对应的开关断开，根据三相逆变电路的三相输出端的三相电压动态减小或增大输出的有功电流、无功电流，避免了功率变换器中的正常相在缺相期间承担的有功功率和无功功率过载且尽量满足供电系统的有功功率、无功功率需求，防止正常相输出端口电压、电流升高而过热损坏，使得功率变换器在缺相期间保持并网，直到支撑供电系统完成由缺相并网切换至正常并网。
4、在一种可能的实现方式中，控制器用于，控制三相逆变电路输出的有功电流的绝对值与三相电压目标值呈负相关变化，且小于或等于有功电流指令值的绝对值的最大值，其中，有功电流指令值由直流电源提供的输入功率或者电网的需求功率决定。控制器识别供电系统缺相运行后，根据三相逆变电路的三相输出端的三相电压大小动态减小或增大输出的有功电流，降低了功率变换器对电网的冲击且尽量满足供电系统的有功功率需求，实现功率变换器在保持不脱网情况下支撑供电系统由缺相并网切换至正常并网。
5、在一种可能的实现方式中，控制器用于，控制三相逆变电路输出的无功电流的大小与三相电压目标值呈负相关变化，且小于或等于无功电流指令值的绝对值的最大值，其中，无功电流指令值的大小由功率变换器的输出电压决定。控制器识别供电系统缺相运行后，根据三相逆变电路的三相输出端的三相电压大小动态减小或增大输出的无功电流，降低了功率变换器对电网的冲击且尽量满足供电系统的无功功率需求，实现功率变换器在保持不脱网情况下支撑供电系统由缺相并网切换至正常并网。
6、在一种可能的实现方式中，控制器用于，控制三相逆变电路输出的有功电流的绝对值和/或无功电流的绝对值减小，以使视在电流小于或等于电流阈值，视在电流为三相逆变电路输出的有功电流和无功电流的平方和的算术平方根。通过控制三相逆变电路输出的有功电流或者无功电流，使得视在电流不超过电流阈值，避免功率变换器电流过流，进一步提高了功率变换器工作的安全性。
7、在一种可能的实现方式中，控制器用于，当功率变换器为缺相并网，且三相电压目标值小于或等于电压阈值时，控制三相逆变电路输出的有功电流、无功电流保持固定，且三相逆变电路输出的有功电流的绝对值小于或等于有功电流指令值的绝对值的最大值，三相逆变电路输出的无功电流的绝对值小于或等于无功电流指令值的绝对值的最大值。当三相逆变电路的三相输出端的三相电压目标值小于或等于电压阈值时，通过在识别供电系统缺相运行后，控制三相逆变电路输出有功电流、无功电流为预设固定值，避免了三相逆变电路在缺相期间输出大量无功、有功功率，降低了正常相对应的传输线路所分担的输出功率。
8、在一种可能的实现方式中，控制器用于，当最大相电压值小于第四电压值，最小相电压值大于第五电压值时，或者，最大相电压值与最小相电压值的差值小于第二预设阈值时，控制三相逆变电路输出的有功电流跟随直流电源提供的输入功率或者电网的需求功率变化，三相逆变电路输出的无功电流跟随三相逆变电路的输出电压变化，其中，第四电压值大于第三电压值且小于或等于第一电压值，第五电压值大于或等于第二电压值且小于第三电压值。控制器根据三相逆变电路输出的三相电压检测功率变换器端口电压恢复正常，即功率变换器是否由缺相并网切换至正常并网成功，并在识别到端口电压恢复正常后恢复到正常并网期间时指令，保障了功率变换器对电网的支撑。
9、在一种可能的实现方式中，控制器用于，当三相电压中至少一相电压与其他相电压差值的绝对值小于第三预设阈值时，控制三相逆变电路输出的有功电流跟随直流电源提供的输入功率或者电网的需求功率变化，三相逆变电路输出的无功电流跟随三相逆变电路的输出电压变化，其中，第三预设阈值小于或等于第一预设阈值。上述控制器在三相逆变电路输出的三相电压中各相电压之间的差值的绝对值减小时判定功率变换器由缺相并网切换至正常并网成功，并在识别到正常并网后恢复到正常并网期间时指令，保障了功率变换器对电网的支撑。
10、在一种可能的实现方式中，功率变换器为光伏逆变器，直流电源为光伏组件，有功电流指令值与光伏组件的最大输出功率的大小为正相关，无功电流指令值与光伏逆变器的输出电压的大小呈负相关变化。通过在识别到正常并网后恢复到缺相并网模式之前指令，保障了功率变换器对电网的支撑。
11、在一种可能的实本文档来自技高网...
【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三相逆变电路和控制器，所述三相逆变电路的输入端用于连接直流电源，所述三相逆变电路的三相输出端用于连接电网；
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，控制所述三相逆变电路输出的有功电流的绝对值与所述三相电压目标值呈负相关变化，且小于或等于有功电流指令值的绝对值的最大值，其中，所述有功电流指令值由所述直流电源提供的输入功率或者所述电网的需求功率决定。
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，控制所述三相逆变电路输出的无功电流的大小与所述三相电压目标值呈负相关变化，且小于或等于无功电流指令值的绝对值的最大值，其中，所述无功电流指令值的大小由所述功率变换器的输出电压决定。
4.根据权利要求1-3任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器用于，控制所述三相逆变电路输出的有功电流的绝对值和/或无功电流的绝对值减小，以使视在电流小于或等于电流阈值，所述视在电流为所述三相逆变电路输出的有功电流和无功电流的平方和的算术平方根。
5.根据权利要求1-4
6.根据权利要求2-5任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器用于，当所述最大相电压值小于第四电压值，所述最小相电压值大于第五电压值时，或者，所述最大相电压值与最小相电压值的差值小于第二预设阈值时，控制所述三相逆变电路输出的有功电流跟随所述直流电源提供的输入功率或者所述电网的需求功率变化，所述三相逆变电路输出的无功电流跟随所述三相逆变电路的输出电压变化，其中，所述第四电压值大于所述第三电压值且小于或等于所述第一电压值，所述第五电压值大于或等于所述第二电压值且小于所述第三电压值。
7.根据权利要求6所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器用于，当所述三相电压中至少一相电压与其他相电压差值的绝对值小于第三预设阈值时，控制所述三相逆变电路输出的有功电流跟随所述直流电源提供的输入功率或者所述电网的需求功率变化，所述三相逆变电路输出的无功电流跟随所述三相逆变电路的输出电压变化，其中，所述第三预设阈值小于或等于所述第一预设阈值。
8.根据权利要求7所述的功率变换器，其特征在于，所述功率变换器为光伏逆变器，所述直流电源为光伏组件，所述有功电流指令值与所述光伏组件的最大输出功率的大小为正相关，所述无功电流指令值与所述光伏逆变器的输出电压的大小呈负相关变化。
9.根据权利要求7所述的功率变换器，其特征在于，所述功率变换器为储能变流器，所述直流电源为储能电池，所述有功电流指令值与所述电网的需求功率的大小为正相关，所述无功电流指令值与所述变流器的输出电压的大小呈负相关变化。
10.一种功率变换器的控制方法，其特征在于，所述方法包括：
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
13.根据权利要求10-12任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
14.根据权利要求10-13任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
15.根据权利要求11-14任一项所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
16.根据权利要求15所述的方法，其特征在于，所述方法包括：
...【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三相逆变电路和控制器，所述三相逆变电路的输入端用于连接直流电源，所述三相逆变电路的三相输出端用于连接电网；
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，控制所述三相逆变电路输出的有功电流的绝对值与所述三相电压目标值呈负相关变化，且小于或等于有功电流指令值的绝对值的最大值，其中，所述有功电流指令值由所述直流电源提供的输入功率或者所述电网的需求功率决定。
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，控制所述三相逆变电路输出的无功电流的大小与所述三相电压目标值呈负相关变化，且小于或等于无功电流指令值的绝对值的最大值，其中，所述无功电流指令值的大小由所述功率变换器的输出电压决定。
4.根据权利要求1-3任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器用于，控制所述三相逆变电路输出的有功电流的绝对值和/或无功电流的绝对值减小，以使视在电流小于或等于电流阈值，所述视在电流为所述三相逆变电路输出的有功电流和无功电流的平方和的算术平方根。
5.根据权利要求1-4任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器用于，当所述三相电压目标值小于或等于所述电压阈值时，控制所述三相逆变电路输出的有功电流、无功电流保持固定，且所述三相逆变电路输出的有功电流的绝对值小于或等于所述有功电流指令值的绝对值的最大值，所述三相逆变电路输出的无功电流的绝对值小于或等于所述无功电流指令值的绝对值的最大值。
6.根据权利要求2-5任一项所述的功率变换器，其特征在于，所述控制器用于，当所述最大相电压值小于第四电压值，所述最小相电压值大于第五电压值时，或者，所述最大相电压值与最小相电压值的差值小于第二预设阈值时，控制所述三相逆变电路输出的有功电流跟随所述直流电源提供的输入功率...
【专利技术属性】
技术研发人员：李俊杰，王旭，于心宇，邵章平，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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