CN105340161B - 用于控制由于异常电网电压而导致的并网逆变器的过电流的装置和方法 - Google Patents

用于控制由于异常电网电压而导致的并网逆变器的过电流的装置和方法 Download PDF

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Abstract

一种控制并网逆变器的由于异常电网电压而导致的过电流的装置，包括：电网电压传感单元，用于感测并网逆变器的电网电压；电压差值计算单元，用于计算并网逆变器的感测的电网电压的D轴电压和Q轴电压，以生成D轴电压和Q轴电压的差值；以及输出电流控制单元，用于确定D轴电压差值和Q轴电压差值中的至少任一个值是否超过所述配置的电网电压差值，且当其中有任一个超过配置的电网电压差值时，则将输出电流减小等于设定值的量。

Description

用于控制由于异常电网电压而导致的并网逆变器的过电流的 装置和方法
技术领域
本发明涉及并网逆变器的过电流控制，以及当电网电压发生异常时，防止并网逆变器的过电流的技术。
背景技术
一般情况下，并网逆变器与输出电流参考值同步地产生电力。然而，如果电网中发生瞬间的低电压，则在并网逆变器的输出电压与电网电压之间就会产生差异，且相应地，并网逆变器的输入电流迅速变化。由于电流中的上述快速变化，并网逆变器发生过电流跳闸。
发明内容
技术问题
本发明提供了控制由于异常电网电压而导致的并网逆变器的过电流的装置和方法，该装置和方法通过检测电网电压的快速变化，能够在输出电流快速变化之前减小输出电流。
技术解决方案
根据本发明概念的一个方面，提供了一种控制由于异常电网电压而导致的并网逆变器的过电流的装置和方法，所述装置包括：电网电压传感器，被配置为根据并网逆变器的输出电流检测电网电压；电压变化计算器，被配置为计算电网电压的D轴电压和Q轴电压，以获得D轴电压的变化值和Q轴电压的变化值；以及输出电流控制器，被配置为确定D轴电压变化值和Q轴电压变化值中的至少一个是否超过电网电压变化的设定值，且当D轴电压变化值和Q轴电压变化值中的一个超过电网电压变化的设定值时，将输出电流减小预定值。
输出电流控制器可确定D轴电压变化值与Q轴电压变化值之间的较大值是否超过电网电压变化的设定值。
所述装置可进一步包括定时器，被配置为对在将输出电流减小预定值后的预定时间段计数，其中，输出电流控制器可确定是否已过预定时间段，并将已减小的输出电流返回到原始幅值的输出电流。
根据本发明概念的一个方面，提供了一种控制由于异常电网电压而导致的并网逆变器的过电流的方法，所述方法包括：通过电网电压传感器根据并网逆变器的输出电流检测电网电压；通过由电压变化计算器计算D轴电压和Q轴电压，从而计算D轴电压变化值和Q轴电压变化值；通过使用输出电流控制器确定D轴电压变化值和Q轴电压变化值中的至少一个是否超过电网电压变化的设定值；且当D轴电压变化值和Q轴电压变化值中的一个超过电网电压变化的设定值时，通过使用输出电流控制器将输出电流减小预定值。
D轴电压变化值和Q轴电压变化值中的至少一个是否超过电网电压变化的设定值的确定，可以通过使用输出电流控制器确定D轴电压变化值与Q轴电压变化值之间的较大值是否超过电网电压变化的设定值。
所述方法可进一步包括，通过使用定时器确定在输出电流减小预定值后是否已过预定时间段，且当已过预定时间段时，通过使用输出电流控制器将已减小的输出电流返回到原始幅值的输出电流。
有益效果
根据本发明的理念，通过检测电网电压的快速变化可减小并网逆变器的输出电流，从而防止由于过电流导致的并网逆变器的跳闸(trip)。
附图说明
图1是根据示例性实施方式用于控制由于异常电网电压而导致的并网逆变器的过电流的装置的框图；
图2是示出根据图1的用于控制并网逆变器的过电流的装置的输出电流的减小的曲线图；以及
图3是示出根据示例性实施方式的由于异常电网电压而导致的并网逆变器的过电流的方法的流程图。
具体实施方式
以下，将参照附图描述根据示例性实施方式的用于控制由于异常电网电压而导致的并网逆变器的过电流的装置。
图1是根据示例性实施方式的用于控制由于异常电网电压而导致的并网逆变器的过电流的装置的框图。所述装置包括并网逆变器100、电网电压传感器110、电压变化值计算器120、输出电流控制器130和定时器140。
并网逆变器100是连接到电网以向电网供应电力的逆变器。经由输入端IN的直流(DC)电力在并网逆变器100中被转换成交流(AC)电力，并经由输出端(OUT)被供应到电网。
电网电压传感器110感测通过电网输出的电网电压，并将感测结果输出到电压变化值计算器120。电网电压传感器110包括用于感测电网电压的电压测量传感器。
电压变化值计算器120计算由电网电压传感器110感测的电网电压的D轴电压和Q轴电压，以产生D轴电压的变化值和Q轴电压的变化值，并将计算结果输出到输出电流控制器130。电压变化值计算器120计算被感测的电网电压的D轴电压和Q轴电压，并计算每预定采样时间相对于计算的述D轴电压和Q轴电压的D轴电压变化值和Q轴电压变化值。通过电网电压的频率将电网电压U，V和W转换成同步帧，以获得D轴电压和Q轴电压。一般情况下，Q轴电压是电网电压的幅值，且D轴电压为0。例如，380V的三相电网电压被转换为同步帧，且随后，Q轴电压是380V，且D轴电压为0V。
输出电流控制器130确定由电压变化值计算器120计算的D轴电压变化值和Q轴电压变化值中的至少一个是否超过电网电压变化的设定值。电网电压变化的设定值表示正常变化范围内的阈值电压值，用于确定每个预定时间段(例如，250μsec)电网电压的异常。
具体地，输出电流控制器130确定D轴电压变化值与Q轴电压变化值之间的较大值是否超过电网电压变化的设定值。
如果D轴电压变化值和Q轴电压变化值中的一个超过电网电压变化的设定值，输出电流控制器130控制并网逆变器100，以将从并网逆变器100的输出电流输出减小预定值。
图2是示出通过图1的用于控制并网逆变器的过电流的装置的输出电流减小的曲线图。
如图2所示，当电网电压从电网正常输出时，异常值在电网电压的D轴电压变化值或Q轴电压变化值中产生，且随后，输出电流在异常电网电压变化值发生的时间点之后立即上升。因此，如果存在电网电压的异常的D轴电压变化值或异常的Q轴电压变化值，输出电流控制器130控制并网逆变器100，以将突然增大的输出电流的幅值，减小到预定值或更小值。因此，并网逆变器100输出已减小到预定值或更小值的输出电流。
此外，当输出电流减小到预定值或更小值时，输出电流控制器130控制定时器140，以开始定时操作。
定时器140根据输出电流控制器130的定时启动指令，对时间段进行计数。之后，输出电流控制器130确定由定时器140计数的时间段是否已过预定时间(例如，100毫秒)。在此，预定时间表示解决异常电网电压的足够的时间。
如果由定时器140计数的预定时间已过，输出电流控制器130控制并网逆变器100，以从输出电流输出原始幅值的输出电流。因此，并网逆变器100输出原始幅值的输出电流。
下文中，描述了根据一个或多个实例性实施方式的控制由于异常电网电压而导致的并网逆变器的过电流的方法。
图3是示出根据示例性实施方式的控制由于异常电网电压而导致的并网逆变器的过电流的方法的流程图。
电网电压传感器110根据来自并网逆变器100的输出电压感测电网电压(S200)。
S200操作后，电压变化计算器120计算由电网电压传感器110感测的电网电压的D轴电压和Q轴电压，并计算D轴电流和Q轴电流的变化值(S202)。电压变化计算器120计算每单位采样时间段相对于电网电压的D轴电压和Q轴电压的D轴电压的变化值和Q轴电压的变化值。
S202操作后，输出电流控制器130确定由电压变化值计算器120计算的D轴电压变化值和Q轴电压变化值中的至少一个是否超过电网电压变化的设定值(S204)。电网电压变化的设定值表示正常变化范围内的阈值电压值，用于确定预定时间段(例如，250μsec)电网电压的异常。具体地，输出电流控制器130确定D轴电压变化值与Q轴电压变化值之间的较大值是否超过电网电压变化的设定值。
S204操作后，当D轴电压变化值和Q轴电压变化值中的一个超过电网电压变化的设定值时，输出电流控制器130将从并网逆变器100输出的输出电流减小预定值(S206)。如图2所示，当电网电压从电网正常输出且随后D轴电压变化值或Q轴电压变化值存在异常时，输出电流在电网电压变化值发生异常后突然增加。因此，输出电流控制器130控制并网逆变器100以减小到预定值或更小值，且相应地，并网逆变器100输出已减小到预定值或更小值的输出电流。
S206操作后，输出电流控制器130确定在将输出电流减小预定值后是否已过预定时间段(S208)。在此，预定时间段表示用来解决电网电压异常的足够的时间。
S208操作后，当预定时间段已过时，输出电流控制器130将已减小的输出电流返回到原始幅值的输出电流(S210)。如果预定时间段已过，输出电流控制器130则控制并网逆变器100，以从已减小的输出电流输出原始幅值的输出电流，且相应地，并网逆变器100输出原始幅值的输出电流。
根据一个或多个示例性实施方式的方法也可通过介质(例如，计算机可读介质)中/上的计算机可读代码/指令实施，以控制至少一个处理元件实施上述任一项实施方式。例如，所述方法可通过使用计算机可读记录介质在操作代码/指令/程序的通用数字计算机上实施。计算机可读记录介质的实例是磁性存储介质(如光盘、软盘、硬盘、磁带等)以及光学记录介质(如CD-ROM或DVD)。
尽管参照示例性实施方式具体示出和描述了本公开，本领域的技术人员可以理解的是，在不背离下述权利要求的精神和范围内，可对其形式和细节进行各种变形。示例性实施方式应仅考虑为描述意义，而不出于限制的目的。因此，本公开内容的范围不是由本公开内容的详细说明而限定的，而是由所附的权利要求限定的，且在该范围内的所有差异将被解释为包括在本公开内容中。

Claims (4)

1.一种控制由于异常电网电压而导致的并网逆变器的过电流的装置，所述装置包括：
电网电压传感器，被配置为根据所述并网逆变器的输出电流检测电网电压；
电压变化计算器，被配置为计算所述电网电压的D轴电压和Q轴电压，以获取所述D轴电压的变化值和所述Q轴电压的变化值；以及
输出电流控制器，被配置为确定D轴电压变化值和Q轴电压变化值中的至少一个是否超过所述电网电压变化的设定值，且当所述D轴电压变化值和所述Q轴电压变化值中的一个超过所述电网电压变化的设定值时，将所述输出电流减小预定值；以及
定时器，被配置为对在将所述输出电流减小所述预定值后的预定时间段进行计数，
其中，所述输出电流控制器确定是否已过所述预定时间段，并将已减小的所述输出电流返回到原始幅值的输出电流。
2.根据权利要求1的所述装置，其中，所述输出电流控制器确定所述D轴电压变化值与所述Q轴电压变化值之间的较大值是否超过所述电网电压变化的设定值。
3.一种控制由于异常电网电压而导致的并网逆变器的过电流的方法，所述方法包括：
通过电网电压传感器根据所述并网逆变器的输出电流感测电网电压；
通过由电压变化计算器计算D轴电压和Q轴电压来计算D轴电压变化值和Q轴电压变化值；
通过使用输出电流控制器确定所述D轴电压变化值和所述Q轴电压变化值中的至少一个是否超过电网电压变化的设定值；以及
当所述D轴电压变化值和所述Q轴电压变化值中的一个超过所述电网电压变化的设定值时，通过使用所述输出电流控制器使所述输出电流减小预定值，
使用定时器确定在所述输出电流减小所述预定值后是否已过预定时间段，以及
当已过所述预定时间段时，通过使用所述输出电流控制器将已减小的所述输出电流返回到原始幅值的输出电流。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述D轴电压变化值和所述Q轴电压变化值中的至少一个是否超过所述电网电压变化的设定值的确定，通过使用所述输出电流控制器确定所述D轴电压变化值与所述Q轴电压变化值之间的较大值是否超过所述电网电压变化的设定值。
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