CN104025413B - 用于确定和响应电网故障事件类型的系统和方法 - Google Patents

用于确定和响应电网故障事件类型的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供用于控制连接在发电机与电力网之间的转换器的系统、电源模块和方法。一种示例性电源模块包括：转换器，所述转换器配置成从发电机向电力网和连接到所述转换器的控制器提供输出并且配置成响应于电网故障事件而禁用所述转换器，以在从禁用所述转换器起的第一预定时间间隔之后确定电网故障事件类型，并且在所述电网故障事件类型确定为低电压事件时启用所述转换器的开关。

Description

用于确定和响应电网故障事件类型的系统和方法
技术领域
本发明总体上涉及一种用于控制连接在发电机与电力网之间的转换器的系统和方法。
背景技术
众所周知，电力网用于分配电力。众所周知，公用发电机通常向电力网提供大量电力，而独立来源连接到电力网以提供本地电力网并且减小对公用发电机的依赖性。
每个独立来源通过功率调节器和/或转换器连接到电力网，以便提供独立来源与电力网之间的一致且有效连接。在某些条件下，所述电力网可能经历一个或多个电网故障事件，例如低电压、高电压、零电压、相位跃变等。通常情况下，电力网操作员要求连接到电力网的独立来源足够坚固以穿越电网故障事件。在此类事件下，功率调节器和/或转换器可能需要在一个或多个过压事件下保护发电机，同时提供穿越能力。例如，若干已知的功率调节器和/或转换器包括制动电阻器，用于吸收过多能量以降低过压事件的可能性。其他已知的方法在电网故障事件期间立即关闭功率调节器和/或转换器内的开关装置，以便抢先于一个或多个过压事件，这通常导致发电机关闭和/或重启。
发明内容
一方面，本发明提供一种电源模块，用于控制连接在发电机与电力网之间的转换器。所述电源模块包括：转换器；所述转换器配置成从发电机向电力网供应输出；以及控制器，所述控制器连接到所述转换器，并且配置成响应于电网故障事件禁用所述转换器。所述转换器还配置成在从禁用所述转换器起的第一预定时间间隔之后确定电网故障事件类型，以及在将所述电网故障事件类型确定为低电压事件时启用所述转换器。
另一方面，本发明提供一种电力系统。所述电力系统包括：发电机，所述电机发电机配置成产生直流电压；以及电源模块，所述电源模块连接到所述发电机并且配置成将所述直流输出转换成交流输出并且向电力网提供所述交流输出。所述电源模块包括转换器。所述电源模块配置成：基于与所述转换器相关的参数检测电网故障事件；响应于所检测的电网故障事件禁用所述转换器；在第一预定时间间隔之后，基于与所述转换器相关的参数确定电网故障事件类型；以及在所述电网故障事件类型确定为相位跃变事件时，在第二预定时间间隔之后确定锁相回路(PLL)模块是否锁定到所述电力网上。
另一方面，本发明提供一种电源模块用于控制连接在发电机与电力网之间的转换器的方法。所述电源模块包括转换器以及连接到所述转换器的控制器。所述方法包括：根据与所述电力网相关的参数检测电网故障事件；基于检测到所述电网故障事件禁用所述转换器；以及在等待第一预定时间间隔之后在所述控制器处确定电网故障事件类型。
附图说明
图1是示例性电力系统的方框图。
图2是可与图1所示电力系统一起使用的示例性电源模块的电路图。
图3是用于控制连接在发电机与电力网之间的转换器的示例性方法的流程图。
具体实施方式
本发明总体上涉及一种用于控制连接在发电机与电力网之间的转换器的电力系统和方法。具体来说，本说明书中所述的实施例有助于确定电网故障事件的类型和/或从电网故障事件恢复电源模块。
图1示出了示例性电力系统100。在示例性实施例中，电力系统100包括电力网102、连接到电力网102的多个发电机104以及连接到电力网102的主要发电机106。主要发电机106配置成相对于每个独立发电机104，向电力网102提供相对主要部分的电力。在多个实施例中，每个发电机104可以包括，但不限于，一个或多个光电池(PV)阵列、风力发电机、水力发电机、燃油发电机和/或其他发电机装置等。此外，例如，主要发电机106可以包括核动力发电机、燃煤发电机或者天然气发电机。应认识到，在其他实施例中，电力系统100可以包括不同数量和/或配置的发电机。
在示例性实施例中，电力系统100包括将每个发电机104连接到电力网102的电源模块108。
图2示出了与电力系统100一起使用的示例性电源模块108。在示例性实施例中，电源模块108包括转换器110和控制器112，所述控制器连接到转换器110，以向转换器110提供控制信息。转换器110是直流(DC)到交流(AC)转换器，具有若干开关装置。发送到一个或多个开关的控制信号切换到“开”或者“关”，以分别启用或禁用转换器112。在一个实例中，所述开关装置包括多个绝缘栅双极型结型晶体管(IGBT)，其配置成从发电机104向电力网102提供单相或多相输出。各种其他开关装置和/或开关装置配置可以用于其他转换器实施例中。应进一步认识到，其他转换器可以用于其他实施例中。例如，转换器110可以包括直流-直流转换器、交流-直流转换器和/或交流-交流转换器等。
如图2所示，电源模块108进一步包括直流-直流升压转换器以及储能装置114，所述储能装置连接到转换器110与升压转换器118之间。具体来说，储能装置114与转换器110的输入端并联。尽管储能装置114图示为单个电容器，应了解，不同数量和/或类型的储能装置可以用于其他实施例中。附加地或替代地，在其他电源模块实施例中，升压转换器118可以包括降压转换器、降压-升压转换器或者其他类型的转换器，潜在地取决于发电机104供应的电力和/或电力网102的功率标准。在至少一个实施例中，升压转换器118已省略。
在示例性实施例中，在运行期间，发电机104产生直流电力，所述直流电力通过升压转换器118输送。升压转换器118将发电机104产生的直流电压转换成另一直流电压。来自升压转换器118的直流电压将供应到转换器110并且填充储能装置114。转换器110将来自升压转换器118的直流电压转换成交流电压，该电压随后经过滤波并通过变压器119提供到电力网102。此外，电源模块108包括串联在发电机104与电力网102之间的断路器120和121。断路器120配置成解除和/或断开发电机104与电源模块108之间的连接，并且断路器121配置成解除和/或断开电力网102与电源模块108之间的连接。
在示例性实施例中，控制器112向转换器110提供控制信号，以向电力网102提供所需的输出电压，同时响应于和/或穿越电力网102的一个或多个电网故障事件。
在示例性实施例中，控制器112包括事件控件122。如图2所示，事件控件122连接到多个调节器，所述调节器控制转换器110中包括的一个或多个开关装置。应认识到，调节器的特定拓扑结构仅为示例性的，并且其他电源模块实施例中可以使用一个或多个不同拓扑结构。在示例性实施例中，控制器112包括锁相回路(PLL)模块123、直流电压调节器124、Volt-VAR(伏-乏)调节器126、电流调节器128和130以及若干其他部件。此类调节器功能的进一步说明如下所述。
此外，在示例性实施例中，控制器112实施于嵌入一个或多个处理装置内的软件和/或固件内。此类处理装置可以包括，但不限于，微控制器、微处理器、可编程序门阵列、精简指令集电路(RISC)、专用集成电路(ASIC)等。本说明书中所示的模块和方法实施方案和/或部署可以十分有效和成本有效，并且需要极少或者不需要其他硬件。此外，控制器112可以针对特定应用进行编程，以便可以针对特定发电机104和/或电力网102编程和/或存储指令、预定时间间隔、阈值等。尽管本说明书中所述的控制器112实施于一个或多个处理装置中，但应认识到，控制器112的一个或多个方面可以通过位于一个或多个处理装置外部的分立部件实施。
根据一个或多个实施例，本说明书中所述方法、系统和模块的技术效果包括以下项中的至少一项：(a)根据与转换器相关的电压检测电网故障事件；(b)基于检测到电网故障事件禁用转换器；以及(c)在第一预定时间间隔之后在控制器处确定电网故障事件类型。此外，本说明书中所述方法、系统和模块的技术效果包括以下项中的至少一项：(a)根据与转换器相关的电压，通过控制器检测电网故障事件，(b)在电网故障事件期间实质上禁用转换器，同时维持发电机与电力网之间的连接，以及(c)在电网故障事件之后，重新启用转换器以向电力网提供交流电压。
图3示出了用于在一个或多个电网故障事件期间控制转换器110的示例性方法。电网故障事件包括，但不限于，低电压事件、高电压事件、相位跃变事件等。术语“低电压事件”是指电力网的至少一相的电压小于电力网的额定电压(例如，额定电压的约70％到85％或者以下)的事件。因此，术语“低电压事件”适用于电力网的至少一相的零电压。术语“相位跃变事件”是指电力网的至少一相的相位角偏离的事件，例如，与电力网的一相或多相的额定相位角偏离约30°或以上。术语“高电压事件”是指电力网的至少一相的电压远超过电力网额定电压的事件。此类事件可能在转换器启动期间、转换器关闭期间以及/或者其他任何适当事件期间发生。发生这些事件的原因可能是，例如，电力网102上的显著切换活动、关闭一个或多个电容器组等。电网故障事件可以导致储能装置114经历过压事件，因此可能导致储能装置114和/或电源模块108的相关部件损坏。
响应于一个或多个电网故障事件，控制器112可能跳闸，导致电源模块108和/或发电机104关闭。本说明书中所述的术语“跳闸”是指在储能装置114的电压超出预定阈值时发电机104与电力网102断开和/或解除连接的一个或多个事件。跳闸可以包括硬跳闸或软跳闸。具体来说，电源模块108在储能装置114的电压超出约1050到约1100VDC等值的情况下触发硬跳闸，以及在所述电压超出约950VDC等值的情况下触发软跳闸。当控制器112跳闸时，控制器112禁用转换器110和升压转换器118，然后断开和/或解除发电机104与电力网102的连接(例如，断开断路器120和121等)。随后，控制器112将储能装置114放电到阈值水平以下，例如，约50VDC。储能装置114通常在约3分钟到约25分钟或以上的持续时间内放电，具体取决于储能装置114两端的电压以及/或者储能装置114的放电方式。跳闸期间，发电机104无法向电力网102提供电力。
如果跳闸为硬跳闸，基于过量电压导致部件损坏的假设，电源模块108保持关闭，直到提供服务。相反，如果跳闸是软跳闸，控制器112在等待时间间隔之后触发电源模块108的重新启动，例如，约2.0分钟到约8.0分钟、约3.0分钟到约4.0分钟或者其他适当的时间间隔之后。重新启动期间，控制器112将电源模块108连接到电力网102(例如，通过断路器121)，并且启用其所包括的调节器和PLL模块123。然后，发电机104连接到电源模块108(例如，通过断路器120)，并且启动升压转换器118。升压转换器118升压到额定工作电压，其中转换器110响应于从启动起的每个步骤，直到达到额定工作电压。重新启动允许发电机104最终向电力网102供电，但是仅在重大跳闸/重新启动时间间隔之后，通常超过约30分钟到40分钟。响应于电网故障事件，已知传统功率调节器在某些情况下跳闸而在其他情况下保持工作。当传统功率调节器保持工作时，其中包括的转换器保持启用，导致直流总线上发生过压事件和/或逆电流流入功率调节器中。此类事件压迫和/或损坏相关部件，从而缩短部件寿命。
本说明书中所述的系统和方法提供一个或多个过程，以免电源模块108跳闸和/或重新启动，同时禁止储能装置114上产生过压事件和/或逆电流。具体来说，在一个示例性实施例中，控制器112迅速检测到电网故障事件、确定电网故障类型并且做出相应响应。为此，控制器112能够禁止从电力网102流向储能装置114的实质逆转电流和/或储能装置114处的过压事件，同时避免关机和/或重新启动。
在示例性实施例中，控制器112监控与转换器110相关的电压，以检测202电网故障事件。如图2所示，相对于监控PLL模块123的电压，事件控件122直接在转换器110的输出端测量与电力网102相关的电压。通过这种方式，通过将测量电压与一个或多个先前测量的电压进行比较，事件控件122能够大体上立即检测一个或多个电网故障事件。相反，已知的转换器使用PLL反馈回路来检测电网故障事件。但是，PLL反馈回路过慢，无法在电力网102尝试清除电网故障事件时准确跟踪相位角。无法准确跟踪相位角通常导致发生逆电流事件。通过直接测量与电力网102相关的电压，控制器112能够更迅速地响应于电网故障事件以禁用转换器110，从而降低储能装置114上发生逆电流事件和/或对储能装置114构成应力的可能性。应认识到，在其他实施例中，可以在电源模块108内的一个或多个其他位置以及/或电力网102处测量与电力网102相关的电压。
可以进一步基于与电力网102关联电压相关的不同阈值检测一个或多个电网故障事件。在图2所示的实施例中，当电压大小低于额定值约30％到50％时和/或当电压相位从额定值偏离约20到30°时，控制器112检测到电网故障事件。应了解，其他实施例中可以使用一个或多个不同阈值来检测电网故障事件。
当控制器112检测到电网故障事件时，控制器112禁用204转换器110。具体来说，在示例性实施例中，控制器112禁用控制器112的每个调节器，从而保持转换器110的开关装置断开(即，门控关闭转换器110)。当禁用转换器110时，没有输出从发电机104提供到电力网102。但是，发电机104和电力网102仍然通过电源模块108彼此连接，从而避免跳闸。禁用转换器110之后，控制器112等待206初始预定时间间隔。在示例性实施例中，初始预定时间间隔在约2.0毫秒到约20.0毫秒之间，以及/或在约3.0毫秒到约5.0毫秒之间。在其他实施例中，所述初始预定时间间隔可以为不同持续时间，包括，例如，约1.0毫秒到约30.0毫秒或者以上。在初始预定时间间隔期间，转换器110保持禁用。应认识到，尽管方法200包括等待步骤，但是控制器112可以在执行等待步骤期间执行一个或多个与控制转换器110相关或者不相关的其他过程。一般来说，在本说明书中所用的时间间隔内等待不得视作将控制器112限制为空闲状态。
在初始预定时间间隔之后，控制器112基于，例如，与电力网102相关的电压确定208电网故障事件的类型。在示例性实施例中，由于转换器110在初始预定时间间隔内禁用，例如，在转换器110的输出端上测量的电压大体取决于电力网102的电压，而不是转换器110。因此，由于转换器110对测量电压的作用减小，控制器112能够更准确和/或有效地觉察到源自电力网102的电网故障事件。
在示例性实施例中，控制器112基于电压大小和/或相位确定发生电网故障事件的原因是否为上述低电压事件或相位跃变事件。通常，为确定208电网故障事件，控制器112在202评估电压大小以确定在初始预定时间间隔之后电压是否仍然过低，或者检测到电网故障事件之后电压是否已升高。如果电压仍然低于额定值，控制器112确定电网故障事件类型为低电压事件。相反，如果电压高于先前检测到的电压，但是相位不同，则控制器112确定电网故障事件类型为相位跃变事件。在其他实施例中，一个或多个其他事件可以表示为与电力网102相关的电压大小和/或相位，例如高电压事件。在至少一个实施例中，一旦确定，电网故障事件类型存储在控制器112中以便一个或多个诊断目的。
此外，通过确定电网故障事件类型，控制器112能够基于特定电网故障事件类型控制转换器110。在多个实施例中，迅速确定电网故障事件类型允许电源模块108迅速响应，从而潜在地在储能装置114上发生逆电流事件和/或过压事件之前进行干预。在图3所示的实例中，在初始预定时间间隔(例如，约4.0毫秒)之后，确定电网故障事件类型，并且控制器112能够在发生电网故障事件的约5.0毫秒到约30毫秒内或者约10.0毫秒到约20.0毫秒内对电网故障事件做出响应。
通过以这种方式做出相应，控制器112在可恢复电网故障事件导致逆电流和/或过压事件之前做出干预，导致电源模块108跳闸。因此，相对于通常依赖于较慢PLL反馈回路的已知功率转换器而言，本说明书中所述的电源模块108配置成跳闸以保护电源模块108，但是穿越更多电网故障事件。通过减少跳闸事件数，控制器112最大限度地减少电力系统100的关闭和/或重新启动并且延长其中部件的寿命，例如储能装置114的寿命。
在示例性实施例中，当控制器112检测到低电压事件时，控制器112重新启用210转换器110。具体来说，向转换器110提供控制信号，以从发电机104向电力网102输出212无功电流。在电网故障事件期间从发电机104输送无功电流。通过这种方式，电源模块108配置成保持连接到电力网102，同时穿越一个或多个低电压事件。电力网102的运营商可能需要此类穿越。从输出212无功电流起，控制器112监控与转换器110相关的电压，以确定214电网故障事件何时结束。电网故障事件结束之后，方法200包括在恢复电源模块108之前禁用216转换器110。
相反，如果电网故障事件类型确定为相位跃变事件，方法200包括等待218额外的预定时间间隔。在示例性实施例中，额外的预定时间间隔在约5毫秒到约120毫秒之间(或者小于约10个周期)，确切地说，在约10毫秒到约20毫秒之间。在其他实施例中，可以使用一个或多个不同持续时间的额外预定时间间隔。额外的预定时间间隔之后，控制器112继续恢复电源模块108。
之后，在示例性实施例中，控制器112重新启用转换器110以将电源模块108恢复到常规运行。控制器112避免储能装置114发生一个或多个过压事件，从而允许控制器112维持发电机104与电力网102之间的连接。保持连接允许电源模块108恢复，而不是如上所述重新启动。通过这种方式，控制器112能够重新启用转换器110，并且相对于需要关闭和/或重新启动的情况，更迅速地从发电机104向电力网102提供输出。
在示例性实施例中，控制器112使用PLL模块123锁定到与电力网102相关的电压上。具体来说，在示例性实施例中，方法200包括确定220PLL模块123是否锁定到与电力网102相关的电压上。锁定时，PLL模块123向事件控件122提供PLL锁定指示。若无此类指示，方法200包括在控制器112再次确定220PLL模块123锁定到与电力网102相关的电压之前，等待222短暂的预定时间间隔。在一个实例中，所述短暂的预定时间间隔包括约5毫秒到约20毫秒，或者约8毫秒到约15毫秒，或者约10毫秒，但是可能在其他控制器实施例中不同。此外，在示例性实施例中，方法200替代性地在确定220PLL模块是否已锁定与等待222PLL锁定指示或者超时时间间隔到期(未图示)之间继续。超时时间间隔在约100毫秒与约1.0秒之间，或者约50毫秒与约2.0秒之间，或者在其他控制器实施例中可以更长或者更短。当超时时间间隔到期时，功率模块108和/或转换器110跳闸，如上所述。
在示例性实施例中，当PLL模块123在电网故障事件之后锁定时，调节与控制器112的一个或多个调节器相关的至少一个参数，以允许转换器110恢复到常规运行。一般来说，在禁用转换器110的电网故障事件之后，储能装置114的电压可能在电网故障事件期间大幅偏离额定值。由于储能装置114的电压控制电压调节器124，因此当启用转换器110时，所述电压可能需要发电机104大量输出电力。此类需求可能导致已知功率调节器和/或转换器检测到错误电网故障事件。之后可能重复检测到错误的电网故障事件，有效地防止已知功率调节器和/或转换器从初始电网故障事件恢复。相反，在电网故障事件结束后，控制器112调整与调节器相关的参数，以防止一个或多个初始需求导致检测到错误的电网故障事件。
在示例性实施例中，方法200继续调整223与控制器112的至少一个调节器相关的至少一个参数。具体来说，在示例性实施例中，方法200继续调整224由与调节器124相关联的Vdc基准和Vdc反馈中的至少一个定义的修正值。在此特定示例性实施例中，Vdc基准调整为与储能装置114的Vdc反馈(VdcFbk)大体相等。通过这种方式，由Vdc基准和Vdc反馈定义的修正值(例如，Vdc基准与Vdc反馈之间的差异)，即电压调节器124对其做出响应的值，大体等于零。因此，相对于无此调整的需求，电压调节器124提供的需求可能十分微小。在另一个实例中，调整可以包括通过将Vdc基准、Vdc反馈和另一信号(与Vdc基准和Vdc反馈大体相等或相对)相加以将这三者之和减小到大体等于零来减小修正值。应认识到，与电压调节器124和/或控制器112的其他调节器相关的修正值和/或参数可以用于向转换器110提供恢复。
此外，在调整Vdc基准之前、之后或者同时，可以调整与电流调节器128和130相关的参数。在示例性实施例中，方法200继续重置226电流调节器128和130中的至少一个，以进行此类调整。具体来说，在启用转换器110之前，将电流调节器128和130使用的一个或多个电流需求重置，即归零。在一个实例中，电流调节器128和130包括积分器(未图示)，其确定电流需求随时间推移的积分。因此，积分器依赖于一个或多个先前电流需求。在示例性实施例中，控制器112将电流调节器128和130的基准设置为大体等于先前电流需求(在电网故障时间之前在电流调节器128和130运行期间存储)。因此，先前电流需求被新基准取消掉，从而禁止电流调节器128和130按照电网故障之前的电流需求操作以及超调电流调节器128和130的适当输出。在若干实施例中，可以在一个或多个电网故障事件之后，调整与电流调节器128和130相关的一个或多个参数，同时保持与控制器112内的其他调节器相关的参数未调整。此外，应认识到，在多个其他实施例中，可以将与一个或多个不同调节器相关的一个或多个参数调整与本说明书中的描述一致。
此外，在示例性实施例中，方法200继续消除228恢复时间间隔中的调整并且在恢复时间间隔到期之前或者之后重新启用230转换器110。恢复时间间隔提供一个时间间隔，用于将经调整参数返回到由转换器110的常规运行以及/或者与电力网102和/或转换器110相关的电压表示的值。具体来说，在上述实例中，经调整的Vdc基准值能够在恢复时间间隔内，例如，约20毫秒、约100毫秒等返回到额定值。因此，在示例性实施例中，控制器112随时间的推移提供转换器110的恢复，从而避免在电网故障事件之后发生大量需求和/或检测到错误的电网故障事件。所述恢复时间间隔可以包括在，但不限于，约10毫秒与约1.0秒或以上的范围内，潜在地基于控制器112的拓扑结构和/或其中包括的一个或多个调节器的带宽。
通过根据示例性方法200做出响应，在至少一个示例性实施例中，相对于通常超过约30分钟到约40分钟的时间间隔，其中包括从跳闸事件重新启动电源模块108，电源模块108能够在约2.0秒、约5.0秒、约10.0秒或者其他较小间隔内从电网故障事件恢复。通过这种方式，电源模块108能够向电力网102输送更多电力，同时减小关机时间和/或对其中包括的一个或多个更多部件(例如，储能装置114等)构成的应力。
尽管本说明书中参考发电机和电力网来描述系统和方法，但是应认识到，此类系统和方法可以在其他应用中实施，例如，电机驱动系统、多种其他PWM转换器应用、其他电力应用等。
可以通过各种组合来使用本说明书中所述方法和/或系统的一个或多个方面。在一个或多个示例性系统中，电源模块进一步被配置成在电网故障类型确定为低电压事件时启用转换器的开关，以向电力网提供无功电流。另一个示例性系统包括电源模块，所述电源模块包括连接在发电机与转换器之间的直流-直流转换器。在此类实例中，直流-直流转换器配置成提高发电机提供的直流电压。
在多个示例性方法中，与电力网相关的参数包括与转换器相关的电压。在一些示例性方法中，确定电网故障事件类型包括测量与转换器相关的电压大小。一个或多个实例可以进一步包括当确定电网故障事件类型为低电压事件时启用转换器，以向电力网提供无功功率。附加地或替代地，示例性方法可以包括当确定电网故障事件类型为相位跃变事件时，在第二预定时间间隔之后确定电源模块的PLL模块是否锁定在与转换器相关的电压上。另一个示例性方法可以包括在确定电网故障事件类型的至少约1.0秒之后，当PLL模块未锁定到与转换器相关的电压上时使得电源模块跳闸。
本说明书使用多个实例来公开本发明，包括最佳模式，同时也让所属领域的任何技术人员能够实践本发明，包括制造并使用任何器件或系统，以及实施所涵盖的任何方法。本发明的保护范围由权利要求书界定，并可包括所属领域的一般技术人员想出的其他实例。如果其他此类实例的结构要素与权利要求书的字面意义相同，或如果此类实例包括的等效结构要素与权利要求书的字面意义无实质差别，则此类实例也在权利要求书的范围内。
元件列表
100 电力系统
102 电力网
104 发电机
106 主要发电机
108 电源模块
110 转换器
112 控制器
114 储能装置
118 升压转换器
119 变压器
120 断路器
121 断路器
122 事件控件
123 锁相回路(PLL)模块
124 电压调节器
126 Volt-VAR调节器
128 电流调节器
130 电流调节器
200 方法
202 检测
204 禁用
206 等待
208 电网故障类型
210 重新启用
212 输出
214 电网故障结束
216 禁用
218 等待
220 PLL模块锁定
222 等待
223 调整
224 调整
226 重置
228 消除
230 重新启用

Claims (21)

1.一种电源模块，用于控制连接在发电机与电力网之间的转换器，所述电源模块包括：
转换器，所述转换器配置成从发电机向电力网提供输出；以及
控制器，所述控制器连接到所述转换器并且配置成响应于电网故障事件而禁用所述转换器，以在从禁用所述转换器起的第一预定时间间隔之后确定电网故障事件类型，并且在所述电网故障事件类型确定为低电压事件时启用所述转换器。
2.根据权利要求1所述的电源模块，其中所述控制器配置成在所述第一预定时间间隔之后，基于与所述电力网相关的电压确定所述电网故障事件类型。
3.根据权利要求2所述的电源模块，其中所述控制器配置成当所述控制器确定所述电网故障事件类型为相位跃变事件时，在第二预定时间间隔之后确定所述控制器的锁相回路（PLL）模块是否锁定到所述电力网上。
4.根据权利要求3所述的电源模块，其中所述第二预定时间间隔在介于10毫秒与120毫秒之间的范围内。
5.根据权利要求1所述的电源模块，其中所述控制器配置成当所述控制器确定所述电网故障事件类型为低电压事件时，启用所述转换器以向所述电力网输出无功电流。
6.根据权利要求1所述的电源模块，其中所述第一预定时间间隔在介于2毫秒与20毫秒之间的范围内。
7.根据权利要求1所述的电源模块，其中所述控制器配置成基于在所述转换器和所述电力网中的一个处测得的电压大小和/或相位频率而检测所述电网故障事件。
8.根据权利要求1所述的电源模块，其中所述电源模块配置成在所述电网故障事件类型确定为相位跃变事件并且所述电网故障事件在确定为相位跃变事件之后持续至少1.0秒时跳闸。
9.一种电力系统，包括：
发电机，所述发电机配置成产生直流电压；以及
电源模块，所述电源模块连接到所述发电机并且配置成将所述直流输出转换成交流输出并且向电力网提供所述交流输出，所述电源模块包括转换器，所述电源模块配置成：
基于与所述转换器相关的参数而检测电网故障事件；
响应于所检测的电网故障事件而禁用所述转换器；
在第一预定时间间隔之后，基于与所述转换器相关的所述参数确定电网故障事件类型；以及
当所述电网故障事件类型确定为相位跃变事件时，在第二预定时间间隔之后确定锁相回路（PLL）模块是否锁定到所述电力网。
10.根据权利要求9所述的电力系统，其中与所述转换器相关的所述参数包括与所述转换器相关的电压。
11.根据权利要求10所述的电力系统，其中所述电源模块进一步配置成在控制器确定所述电网故障事件类型为低电压事件时启用所述转换器的开关，以向所述电力网提供无功电流。
12.根据权利要求9所述的电力系统，其中所述发电机包括至少一个光电池阵列。
13.根据权利要求9所述的电力系统，其中所述电源模块包括连接在所述发电机与所述转换器之间的直流-直流转换器，所述直流-直流转换器配置用于提高所述发电机提供的所述直流电压。
14.一种通过电源模块控制连接在发电机与电力网之间的转换器的方法，所述电源模块包括转换器和连接到所述转换器的控制器，所述方法包括：
根据与所述电力网相关的参数检测电网故障事件；
基于所检测的电网故障事件禁用所述转换器；以及
等待第一预定时间间隔之后，在所述控制器处确定电网故障事件类型。
15.根据权利要求14所述的方法，其中与所述电力网相关的所述参数包括与所述转换器相关的电压。
16.根据权利要求15所述的方法，其中确定所述电网故障事件类型包括测量与所述转换器相关的所述电压的大小。
17.根据权利要求15所述的方法，进一步包括当确定所述电网故障事件类型为低电压事件时启用所述转换器，以向所述电力网提供无功功率。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述第一预定时间间隔在介于2.0毫秒与20.0毫秒之间的范围内。
19.根据权利要求15所述的方法，进一步包括当确定所述电网故障事件类型为相位跃变事件时，在第二预定时间间隔之后确定所述电源模块的锁相回路（PLL）模块是否锁定在与所述转换器相关的所述电压上。
20.根据权利要求19所述的方法，其中所述第二预定时间间隔在介于10毫秒与120毫秒之间的范围内。
21.根据权利要求19所述的方法，进一步包括当所述PLL模块在确定所述电网故障事件类型至少1.0秒之后，未锁定到与所述转换器相关的所述电压上时使得所述电源模块跳闸。
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