CN110048626A - 逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法及其应用装置 - Google Patents

逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法及其应用装置 Download PDF

Info

Publication number
CN110048626A
CN110048626A CN201910429500.XA CN201910429500A CN110048626A CN 110048626 A CN110048626 A CN 110048626A CN 201910429500 A CN201910429500 A CN 201910429500A CN 110048626 A CN110048626 A CN 110048626A
Authority
CN
China
Prior art keywords
inverter
port
ground
voltage
power supply
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN201910429500.XA
Other languages
English (en)
Other versions
CN110048626B (zh
Inventor
俞雁飞
倪华
柏杨
曹梦林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sungrow Power Supply Co Ltd
Original Assignee
Sungrow Power Supply Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sungrow Power Supply Co Ltd filed Critical Sungrow Power Supply Co Ltd
Priority to CN201910429500.XA priority Critical patent/CN110048626B/zh
Publication of CN110048626A publication Critical patent/CN110048626A/zh
Priority to EP20166030.5A priority patent/EP3742605A1/en
Priority to US16/835,977 priority patent/US11201537B2/en
Application granted granted Critical
Publication of CN110048626B publication Critical patent/CN110048626B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/40—Synchronising a generator for connection to a network or to another generator
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00—Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/38—Arrangements for parallely feeding a single network by two or more generators, converters or transformers
    • H02J3/381—Dispersed generators
    • H02J3/383—
    • H02J3/386—
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/539—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/22—The renewable source being solar energy
    • H02J2300/24—The renewable source being solar energy of photovoltaic origin
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02J—CIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J2300/00—Systems for supplying or distributing electric power characterised by decentralized, dispersed, or local generation
    • H02J2300/20—The dispersed energy generation being of renewable origin
    • H02J2300/28—The renewable source being wind energy
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/12—Arrangements for reducing harmonics from ac input or output
    • H02M1/123—Suppression of common mode voltage or current
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50—Photovoltaic [PV] energy
    • Y02E10/56—Power conversion systems, e.g. maximum power point trackers
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70—Wind energy
    • Y02E10/76—Power conversion electric or electronic aspects

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

本发明提供的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法及其应用装置，在对逆变器进行交流合闸操作之前，先根据实时采集得到的交流端口对地电压、逆变器对地共模电压以及交流开关跨接电压中的至少一个，计算得到逆变器对地共模电压的目标值；再控制设置于逆变器主电路与地之间的补偿电源将逆变器对地共模电压补偿至目标值，使交流开关两端的共模电压差为零；然后再控制逆变器实现交流合闸，则可避免共模冲击电流的出现；因此解决了交流合闸时共模冲击电流导致的外部漏电流保护器误触发脱扣问题以及对控制系统的瞬态干扰问题。

Description

逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法及其应用装置
技术领域
本发明涉及自动控制技术领域，特别涉及一种逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法及其应用装置。
背景技术
在新能源并网发电系统，比如光伏发电、风力发电、储能系统等中，由逆变器来执行能量传送和能量转换的任务。如图1所示，在逆变器内部，其交流滤波器与电网接口之间通常设置有继电器、接触器等机械式交流开关，闭合该交流开关，即实现交流合闸，可以使逆变器连接电网，进而实现能量转换和传送。
为了避免闭合交流开关时两边的电压差引起冲击电流，可以在交流开关闭合前，逆变器先通过其DC/AC变换器在其交流电容(即该交流滤波器的差模电容)上生成与电网电压的频率、相位、幅值均对应相同的电压波形，然后再闭合该交流开关。
但是，上述方案仅能够抑制差模冲击电流，若在闭合该交流开关之前，其两端存在共模电压差，则在闭合时仍然会存在共模冲击电流。在带有交流电容引回直流侧的逆变器拓扑中，比如图1所示的交流电容引回直流母线中点的三相T型三电平逆变器中，交流合闸时的共模冲击电流如虚线所示，会依次经过交流电容、直流母线电容、直流对地等效电容(如Y电容)和/或寄生电容(图1中统一以C1进行表示)到地，再由地通过电网、RCD(ResidualCurrent Device，剩余电流装置)和交流开关再次回到交流侧，相应的电流环路并不经过交流电感(即该交流滤波器中的电感)，因此冲击电流将会非常大；并且，发电系统对地等效电容(如Y电容)以及寄生电容越大，共模冲击电流越大。而共模冲击电流可能触发外部漏电流保护器(即图1中的RCD)动作，导致逆变器脱网，也可能对逆变器的控制系统和驱动波形造成瞬时干扰，导致逆变器运行故障。
发明内容
本发明提供一种逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法及其应用装置，以避免由于逆变器交流合闸时共模冲击电流导致逆变器脱网和运行故障的问题。
为实现上述目的，本申请提供的技术方案如下：
本发明一方面提供一种逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，包括：
在对逆变器进行交流合闸操作之前，根据实时采集得到的交流端口对地电压、逆变器对地共模电压以及交流开关跨接电压中的至少一个，计算得到逆变器对地共模电压的目标值；
控制设置于逆变器主电路与地之间的补偿电源将所述逆变器对地共模电压补偿至所述目标值；
控制逆变器实现交流合闸。
优选的，在控制设置于逆变器主电路与地之间的补偿电源将所述逆变器对地共模电压补偿至所述目标值之后，还包括：
控制与所述补偿电源串联连接于所述逆变器主电路与地之间的开关断开。
优选的，在控制逆变器实现交流合闸之前，还包括：
根据采集得到的交流端口电压，控制所述逆变器中的DC/AC变换器运行，使所述逆变器中交流电容上的电压波形与所述交流端口电压的波形相同。
优选的，所述逆变器的交流端口连接于TN系统时，所述目标值为零。
优选的，所述逆变器的交流端口连接于IT系统时，所述目标值为所述逆变器的交流端口对地平均电压。
优选的，还包括：
若所述逆变器的直流端口连接P型光伏组件，则在不需要对逆变器进行交流合闸操作时，控制所述补偿电源将所述逆变器的直流端口正负极对地电压均补偿至正压；
若所述逆变器的直流端口连接N型光伏组件，则在不需要对逆变器进行交流合闸操作时，控制所述补偿电源将所述逆变器的直流端口正负极对地电压均补偿至负压。
优选的，所述补偿电源的一端接地，另一端与所述逆变器的直流母线正极、直流母线负极、直流母线中点、直流端口正极、直流端口负极以及DC/AC交流侧之中的任意一个相连。
本发明另一方面还提供一种逆变器，包括：主电路和控制器；其中：
所述主电路包括：直流端口、直流母线电容、DC/AC变换器、交流滤波器、交流开关、交流端口以及补偿电源；
所述直流端口的外侧与直流电源或者直流负载相连；
所述直流母线电容连接于所述逆变器的直流母线正负极之间；
所述DC/AC变换器的直流侧分别与所述逆变器的直流母线正负极相连；
所述DC/AC变换器的交流侧通过所述交流滤波器与所述交流开关的一端相连；
所述交流开关的另一端与所述交流端口的内侧相连；
所述交流端口的外侧与交流电源或者交流负载相连；
所述补偿电源设置于所述主电路与地之间，用于根据所述控制器的控制，输出电压至所述主电路；
所述控制器用于执行上述任一所述的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法。
优选的，所述主电路还包括：设置于所述直流端口的内侧与所述直流母线之间的DC/DC变换器。
本发明第三方面还提供一种新能源并网发电系统，包括：直流电源和如上述所述的逆变器；其中：
所述直流电源与所述逆变器的直流端口相连；
所述直流电源为光伏阵列、风力发电系统以及储能系统中的至少一个。
本发明提供的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，在对逆变器进行交流合闸操作之前，先根据实时采集得到的交流端口对地电压、逆变器对地共模电压以及交流开关跨接电压中的至少一个，计算得到逆变器对地共模电压的目标值；再控制设置于逆变器主电路与地之间的补偿电源将所述逆变器对地共模电压补偿至所述目标值，使交流开关两端的共模电压差为零；然后再控制逆变器实现交流合闸，则可避免共模冲击电流的出现；因此解决了交流合闸时共模冲击电流导致的外部漏电流保护器误触发脱扣问题以及对控制系统的瞬态干扰问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术内的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述内的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是现有技术提供的三相T型三电平逆变器的主电路结构图；
图2a是本发明申请实施例提供的连接TN系统的三相T型三电平逆变器的一种主电路结构图；
图2b是本发明申请实施例提供的连接TN系统的三相T型三电平逆变器的另一种主电路结构图；
图2c是本发明申请实施例提供的连接TN系统的三相T型三电平逆变器的第三种主电路结构图；
图3是本发明申请实施例提供的连接IT系统的三相T型三电平逆变器的主电路结构图；
图4是本发明申请实施例提供的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法的流程图；
图5是本发明申请实施例提供的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法的另一流程图；
图6是本发明申请实施例提供的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法的第三种流程图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本发明提供一种逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，以避免由于逆变器交流合闸时共模冲击电流导致逆变器脱网和运行故障的问题。
以交流电容引回直流母线中点的三相T型三电平逆变器为例进行说明，该逆变器包括：主电路和控制器；其中：
如图2a至图3所示，其主电路中包括：直流端口、直流母线电容、DC/AC变换器、交流滤波器、交流开关以及交流端口；
直流端口的外侧与直流电源相连；该直流电源可以是光伏阵列、风力发电系统以及储能系统中的至少一个；此时其交流端口的外侧与交流电源和/或交流负载相连。或者，其直流端口的外侧也可以与直流负载相连；此时，逆变器从交流端口的交流电源取电，为直流负载供电，此时的逆变器也可以称为整流器。
直流母线电容连接于逆变器的直流母线正负极之间；如图2a至图3所示，直流母线电容包括两个串联的电容，两个电容串联的一端与直流母线正极相连，串联的另一端与直流母线负极相连，串联的中点为直流母线中点。
DC/AC变换器的直流侧分别与逆变器的直流母线正极、直流母线中点以及直流母线负极相连；实际应用中，直流母线正负极可以直接作为直流端口，当然，还可以在逆变器的直流端口与直流母线之间设置有DC/DC变换器，也可以设置有直流滤波器，此处均不做限定，视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。
交流开关的一端通过交流滤波器与DC/AC变换器的交流侧相连；交流开关的另一端与交流端口的内侧相连；实际应用中，该交流开关可以为继电器、接触器等机械式交流开关，此处不做限定，视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。
在现有技术中的基础之上，本发明在该逆变器中额外设置有一个补偿电源；该补偿电源理论上可以设置在逆变器主电路的任意一点与地之间，比如可以设置在直流母线负极上(如图2a所示)，或者，也可以设置在直流母线中点上(如图2b所示)，又或者，还可以设置在交流输出相线上(如图2c所示)；实际应用中，该补偿电源还可以设置于逆变器的直流母线正极、直流端口正极、直流端口负极以及DC/AC交流侧其他输出相线上；只要能够根据控制器的控制，输出电压至主电路即可，此处不做限定，视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。
其控制器能够控制DC/AC变换器、补偿电源及开关装置的运行，并具体能够通过执行图4所示的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，避免由于逆变器交流合闸时共模冲击电流导致逆变器脱网和运行故障的问题。当然，实际应用中，也可以由其他控制器，比如系统控制器，或者额外的独立控制器来执行该逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，此处不做限定，视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。
请参见图4，该逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法包括：
S101、在对逆变器进行交流合闸操作之前，根据实时采集得到的交流端口对地电压、逆变器对地共模电压以及交流开关跨接电压中的至少一个，计算得到逆变器对地共模电压的目标值；
交流合闸操作指的是闭合逆变器的交流滤波器与电网接口之间的交流开关的操作。
当逆变器的交流端口与TN系统相连时，如图2a至图2c所示，由于交流电网对地的共模电压为零，所以，此时采集得到的交流端口对地电压也为零；则为了确保交流开关闭合时其两端的共模电压差为零，需要其另一端的逆变器对地共模电压与交流端口对地电压相同，因此，计算得到的逆变器对地共模电压的目标值为零。
当逆变器的交流端口与IT系统相连时，如图3所示，交流开关合闸时的共模冲击电流在交流侧将经过交流Y电容或者对地寄生电容(图3中统一以C2进行表示)形成环路，该交流Y电容或者对地寄生电容C2可能来自电网侧的其他发电设备或者用电负荷，且设备越多，C2的等效值越大，也即合闸共模冲击电流越大。此时，根据采集得到的交流端口对地电压，计算得到交流端口对地平均电压V1，为了确保交流开关闭合时其两端的共模电压差为零，需要以该交流端口对地平均电压V1作为交流开关另一端的逆变器对地共模电压的目标值。该交流端口对地平均电压V1，是交流端口对地电压的平均值，也就是交流电网对地的共模电压的平均值，可以通过采集任意一相电压对地电压、以20ms为周期来计算平均值作为该交流端口对地平均电压V1；也可以采集三相对地电压值，然后求平均值该交流端口对地平均电压V1；若电网提供了N线(变压器中性点抽头)，可以直接采集N线对地的电压平均值作为该交流端口对地平均电压V1；也可以用3个阻抗相等的设备按照星型连接在三相电网上，采集和计算该星型阻抗的中性点对地电压的平均值作为该交流端口对地平均电压V1，此处不做限定，视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。
实际应用中，若在交流开关两端设置了电压采集电路，则还可以直接采集交流开关跨接电压Vi，即交流开关两端的共模电压差；比如，采集n次交流开关跨接电压Vi之后，根据计算得到平均值，将此平均值与实时采集得到的逆变器对地共模电压的和，作为交流开关另一端的逆变器对地共模电压的目标值；n为交流开关跨接电压的采集次数，且n为m的倍数，m为交流开关跨接电压在一个交流电压波形完整周期内的采集点数，比如200；且n和m均为正整数，可以视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。
S102、控制设置于逆变器主电路与地之间的补偿电源将逆变器对地共模电压补偿至目标值；
对于交流端口连接TN系统的逆变器，以图2a为例进行说明，假设其直流母线电压为Vdc，为了将逆变器对地共模电压补偿至其目标值，即零，需要补偿电源输出的电压为-Vdc/2，也即，使直流母线负极对地电压为-Vdc/2，则此时直流母线正极对地电压为Vdc/2，从而使逆变器对地共模电压为(Vdc/2-Vdc/2)/2＝0、交流开关两端的共模电压差等于零，从而消除合闸的共模冲击电流。
对于交流端口连接IT系统的逆变器，如图3所示，其补偿电源需要将逆变器对地共模电压调节至V1，才能使交流开关两端的共模电压差为零，从而消除合闸的共模冲击电流。
S103、控制逆变器实现交流合闸。
在交流开关两端的共模电压差为零之后，再控制交流开关闭合，实现交流合闸，能够消除现有技术合闸时出现的共模冲击电流。
本实施例提供的该逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，其逆变器在交流开关闭合之前，通过直流对地的补偿电源调节逆变器对地共模电压，以消除交流开关两端的共模电压差，然后再闭合交流开关，即可消除交流开关合闸时的共模冲击电流，能够解决现有技术交流合闸时共模冲击电流导致的外部漏电流保护器误触发脱扣问题以及对控制系统的瞬态干扰问题，以及对逆变器内部的硬件电路的大电流冲击问题，提高逆变器的可靠性。
需要说明的是，图2a至图3中的逆变器拓扑仅为一种示例，本实施例提供的该逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，还可以应用于两电平逆变器、二极管中点钳位型三电平逆变器、五电平逆变器、单相H桥逆变器以及其他逆变器拓扑，均在本申请的保护范围内。
本发明另一实施例还提供了一种具体的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，在上述实施例及图2a至图4的基础之上，优选的，在步骤S102、控制设置于逆变器主电路与地之间的补偿电源将逆变器对地共模电压补偿至目标值之后，还包括：
S201、控制与补偿电源串联连接于逆变器主电路与地之间的开关断开。
值得说明的是，步骤S201可以在步骤S103之前执行，即在并网前先断开补偿电源；或者，作为优选的实施方式，在步骤S103之后再执行步骤S201(如图5所示)，即当逆变器的交流开关闭合后，再断开补偿电源与逆变器主电路(如图2a至图2c所示)或地(未进行图示)之间的连接，以消除闭合交流开关后从补偿电源上流经漏电流。
另外，为了进一步提高并网的可靠性，可以在消除交流开关两端的共模电压差之后，进一步消除差模电压差，以消除闭合交流开关时的差模电流冲击。因此，在上述实施例及图2a至图5的基础之上，该逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法还可以优选为图6所示(以在图5的基础上为例进行展示)，即在步骤S103、控制逆变器实现交流合闸之前，还包括：
S202、根据采集得到的交流端口电压，控制逆变器中的DC/AC变换器运行，使逆变器中交流电容上的电压波形与交流端口电压的波形相同。
以图2a至图2c所示的交流端口连接TN系统的逆变器为例进行说明，在对逆变器补偿共模电压后，再通过采集得到的交流端口电压，也即交流电网的电压，控制DC/AC变换器在交流电容上，也即交流滤波器的差模电容上，产生峰峰值、频率、相位均与交流电网电压相等的差模电压；然后再闭合交流开关，此时共模冲击电流和差模冲击电流都将被消除，确保对逆变器内部的硬件电路无电流冲击。
再者，在上述实施例以及图2a至图6的基础之上，作为另外一个优选的实施方式，若逆变器直流侧连接的是光伏组件，则在夜间等不需要闭合交流开关的场合下，还可以控制该补偿电源对光伏组件进行PID修复；也即，该逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法还包括：
若逆变器的直流端口连接P型光伏组件，则在不需要对逆变器进行交流合闸操作时，控制补偿电源将逆变器的直流端口正负极对地电压均补偿至正压，即控制补偿电源输出电压使光伏组件对地完全呈现正压。
若逆变器的直流端口连接N型光伏组件，则在不需要对逆变器进行交流合闸操作时，控制补偿电源将逆变器的直流端口正负极对地电压均补偿至负压，即控制补偿电源输出电压使光伏组件对地完全呈现负压。
通过上述过程使得该补偿电源可以实现共模冲击电流抑制和PID修复的电源复用，节约成本，利于推广。
其余原理与上述实施例相同，此处不再一一赘述。
本发明另一实施例还提供一种逆变器，包括：主电路和控制器；其中：
如图2a至图4所示，其主电路包括：直流端口、直流母线电容、DC/AC变换器、交流滤波器、交流开关、交流端口以及补偿电源；
直流端口的外侧与直流电源或者直流负载相连；
直流母线电容连接于逆变器的直流母线正负极之间；
DC/AC变换器的直流侧分别与逆变器的直流母线正负极相连；
DC/AC变换器的交流侧通过交流滤波器与交流开关的一端相连；
交流开关的另一端与交流端口的内侧相连；
交流端口的外侧与交流电源或者交流负载相连；
补偿电源设置于主电路与地之间，用于根据控制器的控制，输出电压至主电路；
需要说明的是，图2a至图3所示的交流电容引回直流母线中点的三相T型三电平逆变器拓扑仅为一种示例，实际应用中，该逆变器主电路中的DC/AC变换器还可以为两电平逆变拓扑、二极管中点钳位型三电平逆变拓扑、五电平逆变拓扑、单相H桥逆变拓扑以及其他逆变拓扑，均在本申请的保护范围内。
优选的，该逆变器的主电路还包括：设置于直流端口的内侧与直流母线之间的DC/DC变换器；实际应用中还可以设置有直流滤波器，此处不做具体限定，视其应用环境而定，均在本申请的保护范围内。
该控制器用于执行上述任一实施例所述的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法。该逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法的执行过程及原理参见上述实施例即可，此处不再一一赘述。
本发明另一实施例还提供一种新能源并网发电系统，包括：直流电源和如上述实施例所述的逆变器；其中：
该直流电源与逆变器的直流端口相连；
且，该直流电源为光伏阵列、风力发电系统以及储能系统中的至少一个。
该逆变器的具体结构及工作原理参见上述实施例即可，此处不再一一赘述。
值得说明的是，实际应用中，并不仅限于由逆变器中的控制器来实现该逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，也可以由其他控制器，比如新能源并网发电系统中的系统控制器，或者额外的独立控制器来执行该逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，此处不做限定，视其具体应用环境而定，均在本申请的保护范围内。
本发明中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，其特征在于，包括：
在对逆变器进行交流合闸操作之前，根据实时采集得到的交流端口对地电压、逆变器对地共模电压以及交流开关跨接电压中的至少一个，计算得到逆变器对地共模电压的目标值；
控制设置于逆变器主电路与地之间的补偿电源将所述逆变器对地共模电压补偿至所述目标值；
控制逆变器实现交流合闸。
2.根据权利要求1所述的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，其特征在于，在控制设置于逆变器主电路与地之间的补偿电源将所述逆变器对地共模电压补偿至所述目标值之后，还包括：
控制与所述补偿电源串联连接于所述逆变器主电路与地之间的开关断开。
3.根据权利要求1所述的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，其特征在于，在控制逆变器实现交流合闸之前，还包括：
根据采集得到的交流端口电压，控制所述逆变器中的DC/AC变换器运行，使所述逆变器中交流电容上的电压波形与所述交流端口电压的波形相同。
4.根据权利要求1所述的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，其特征在于，所述逆变器的交流端口连接于TN系统时，所述目标值为零。
5.根据权利要求1所述的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，其特征在于，所述逆变器的交流端口连接于IT系统时，所述目标值为所述逆变器的交流端口对地平均电压。
6.根据权利要求1所述的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，其特征在于，还包括：
若所述逆变器的直流端口连接P型光伏组件，则在不需要对逆变器进行交流合闸操作时，控制所述补偿电源将所述逆变器的直流端口正负极对地电压均补偿至正压；
若所述逆变器的直流端口连接N型光伏组件，则在不需要对逆变器进行交流合闸操作时，控制所述补偿电源将所述逆变器的直流端口正负极对地电压均补偿至负压。
7.根据权利要求1-6任一所述的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法，其特征在于，所述补偿电源的一端接地，另一端与所述逆变器的直流母线正极、直流母线负极、直流母线中点、直流端口正极、直流端口负极以及DC/AC交流侧之中的任意一个相连。
8.一种逆变器，其特征在于，包括：主电路和控制器；其中：
所述主电路包括：直流端口、直流母线电容、DC/AC变换器、交流滤波器、交流开关、交流端口以及补偿电源；
所述直流端口的外侧与直流电源或者直流负载相连；
所述直流母线电容连接于所述逆变器的直流母线正负极之间；
所述DC/AC变换器的直流侧分别与所述逆变器的直流母线正负极相连；
所述DC/AC变换器的交流侧通过所述交流滤波器与所述交流开关的一端相连；
所述交流开关的另一端与所述交流端口的内侧相连；
所述交流端口的外侧与交流电源或者交流负载相连；
所述补偿电源设置于所述主电路与地之间，用于根据所述控制器的控制，输出电压至所述主电路；
所述控制器用于执行如权利要求1-7任一所述的逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法。
9.根据权利要求8所述的逆变器，其特征在于，所述主电路还包括：设置于所述直流端口的内侧与所述直流母线之间的DC/DC变换器。
10.一种新能源并网发电系统，其特征在于，包括：直流电源和如权利要求8或9所述的逆变器；其中：
所述直流电源与所述逆变器的直流端口相连；
所述直流电源为光伏阵列、风力发电系统以及储能系统中的至少一个。
CN201910429500.XA 2019-05-22 2019-05-22 逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法及其应用装置 Active CN110048626B (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910429500.XA CN110048626B (zh) 2019-05-22 2019-05-22 逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法及其应用装置
EP20166030.5A EP3742605A1 (en) 2019-05-22 2020-03-26 Method in inverter for suppressing common mode impulse current generated when switching on an alternating current switch and application device thereof
US16/835,977 US11201537B2 (en) 2019-05-22 2020-03-31 Method for suppressing common mode impulse current for inverter generated when switching on alternating current switch and application device thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910429500.XA CN110048626B (zh) 2019-05-22 2019-05-22 逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法及其应用装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110048626A true CN110048626A (zh) 2019-07-23
CN110048626B CN110048626B (zh) 2020-08-28

Family

ID=67283100

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910429500.XA Active CN110048626B (zh) 2019-05-22 2019-05-22 逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法及其应用装置

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11201537B2 (zh)
EP (1) EP3742605A1 (zh)
CN (1) CN110048626B (zh)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110932667A (zh) * 2019-12-13 2020-03-27 阳光电源股份有限公司 一种双极性的pid修复装置及光伏系统
CN111555340A (zh) * 2020-04-13 2020-08-18 阳光电源股份有限公司 一种双向电源电路、pid修复装置及光伏系统
CN111769564A (zh) * 2020-06-22 2020-10-13 中国舰船研究设计中心 一种有源电力滤波器及差模与共模输出信号的合成方法
CN113687258A (zh) * 2021-09-10 2021-11-23 阳光电源股份有限公司 一种直流电源供电系统及其直流电弧检测方法和装置
CN113783164A (zh) * 2021-09-06 2021-12-10 麦田能源有限公司 一种三相光伏并网逆变器继电器合闸时序的控制方法
CN116232216A (zh) * 2023-05-08 2023-06-06 深圳市首航新能源股份有限公司 Pid修复电路、逆变器与光伏系统
CN117277242A (zh) * 2023-11-21 2023-12-22 锦浪科技股份有限公司 一种光伏系统的漏电流抑制方法

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111146851A (zh) * 2020-03-12 2020-05-12 深圳威迈斯新能源股份有限公司 一种单三相兼容的转换电路及车载充电机
CN113258620B (zh) * 2021-06-24 2021-10-15 全球能源互联网研究院有限公司 一种交直流供电系统
CN113346736B (zh) * 2021-07-07 2023-03-31 珠海拓芯科技有限公司 一种逆变电路及变频空调器

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2406412Y (zh) * 1999-11-24 2000-11-15 杭州昌虹电器有限公司 一种输出电压线性连续可调的开关电源
CN1452309A (zh) * 2002-04-15 2003-10-29 吴加林 多功能电能变换器
CN102916437A (zh) * 2011-12-24 2013-02-06 许继集团有限公司 一种并网变流器软并网方法
JP2015126593A (ja) * 2013-12-26 2015-07-06 株式会社東芝 漏れ電流抑制回路、太陽光発電システム及びモータ制御装置
CN106487208A (zh) * 2016-11-28 2017-03-08 阳光电源股份有限公司 一种逆变器交流线缆对地共模电压的抑制方法及装置
CN107317504A (zh) * 2017-06-20 2017-11-03 天津大学 一种三相逆变器及其共模干扰的反相抑制法
CN107492905A (zh) * 2017-08-22 2017-12-19 上能电气股份有限公司 一种交流共模电压调节装置及应用该装置的光伏系统
CN108418549A (zh) * 2018-03-07 2018-08-17 阳光电源股份有限公司 光伏组件iv曲线同步扫描方法、装置以及光伏发电系统
KR20190051331A (ko) * 2017-11-06 2019-05-15 엘지전자 주식회사 전력변환장치 및 이를 구비하는 공기조화기

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE60224477T2 (de) * 2001-06-26 2009-02-26 Sanyo Denki Co., Ltd. Unterbrechungsfreie Stromversorgung und Verfahren zum Ausschalten eines Wechselstromschalters für eine Unterbrechungsfreie Stromversorgung
DE102011055220B4 (de) 2011-11-10 2017-02-09 Sma Solar Technology Ag Zuschalten eines Wechselrichters in einem Solarkraftwerk mit verschobenem Potentialmittelpunkt
DE102013112923A1 (de) 2013-11-22 2015-05-28 H-Tech Ag Batteriemanagementsystem zur Steuerung einer Energiespeicheranordnung und Verfahren zum Laden und Entladen einer Energiespeicheranordnung
DE102013113000A1 (de) * 2013-11-25 2015-05-28 Sma Solar Technology Ag Verfahren zum Betreiben eines Wechselrichters und Wechselrichter mit einem Schalter zwischen einem Mittelpunkt eines Gleichspannungszwischenkreises und einem Anschluss für einen Nullleiter eines Wechselstromnetzes
WO2017162892A1 (es) * 2016-03-22 2017-09-28 Ingeteam Power Technology, S.A. Simetrización de la cc para eliminar el transitorio de corriente en modo común durante la conexión de un inversor fotovoltaico
US10892623B2 (en) * 2016-12-15 2021-01-12 Abb Schweiz Ag Method for detecting islanding condition for a DC/AC converter apparatus and a DC/AC converter apparatus thereof

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN2406412Y (zh) * 1999-11-24 2000-11-15 杭州昌虹电器有限公司 一种输出电压线性连续可调的开关电源
CN1452309A (zh) * 2002-04-15 2003-10-29 吴加林 多功能电能变换器
CN102916437A (zh) * 2011-12-24 2013-02-06 许继集团有限公司 一种并网变流器软并网方法
JP2015126593A (ja) * 2013-12-26 2015-07-06 株式会社東芝 漏れ電流抑制回路、太陽光発電システム及びモータ制御装置
CN106487208A (zh) * 2016-11-28 2017-03-08 阳光电源股份有限公司 一种逆变器交流线缆对地共模电压的抑制方法及装置
CN107317504A (zh) * 2017-06-20 2017-11-03 天津大学 一种三相逆变器及其共模干扰的反相抑制法
CN107492905A (zh) * 2017-08-22 2017-12-19 上能电气股份有限公司 一种交流共模电压调节装置及应用该装置的光伏系统
KR20190051331A (ko) * 2017-11-06 2019-05-15 엘지전자 주식회사 전력변환장치 및 이를 구비하는 공기조화기
CN108418549A (zh) * 2018-03-07 2018-08-17 阳光电源股份有限公司 光伏组件iv曲线同步扫描方法、装置以及光伏发电系统

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110932667A (zh) * 2019-12-13 2020-03-27 阳光电源股份有限公司 一种双极性的pid修复装置及光伏系统
CN110932667B (zh) * 2019-12-13 2021-12-10 阳光电源股份有限公司 一种双极性的pid修复装置及光伏系统
CN111555340A (zh) * 2020-04-13 2020-08-18 阳光电源股份有限公司 一种双向电源电路、pid修复装置及光伏系统
CN111555340B (zh) * 2020-04-13 2023-10-31 阳光电源股份有限公司 一种双向电源电路、pid修复装置及光伏系统
CN111769564A (zh) * 2020-06-22 2020-10-13 中国舰船研究设计中心 一种有源电力滤波器及差模与共模输出信号的合成方法
CN113783164A (zh) * 2021-09-06 2021-12-10 麦田能源有限公司 一种三相光伏并网逆变器继电器合闸时序的控制方法
CN113783164B (zh) * 2021-09-06 2022-12-02 麦田能源有限公司 一种三相光伏并网逆变器继电器合闸时序的控制方法
CN113687258A (zh) * 2021-09-10 2021-11-23 阳光电源股份有限公司 一种直流电源供电系统及其直流电弧检测方法和装置
CN116232216A (zh) * 2023-05-08 2023-06-06 深圳市首航新能源股份有限公司 Pid修复电路、逆变器与光伏系统
CN117277242A (zh) * 2023-11-21 2023-12-22 锦浪科技股份有限公司 一种光伏系统的漏电流抑制方法
CN117277242B (zh) * 2023-11-21 2024-02-20 锦浪科技股份有限公司 一种光伏系统的漏电流抑制方法

Also Published As

Publication number Publication date
US11201537B2 (en) 2021-12-14
EP3742605A1 (en) 2020-11-25
CN110048626B (zh) 2020-08-28
US20200373830A1 (en) 2020-11-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110048626A (zh) 逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法及其应用装置
CN110048588B (zh) 逆变器交流合闸共模冲击电流抑制方法及其应用装置
CN102520218B (zh) 一种可编程故障电源模拟装置
CN104702140B (zh) T型三电平光伏并网逆变器并联环流抑制和中点平衡方法
CN105656071A (zh) 一种适用于无双端通信的柔直低穿控制方法
CN102904417A (zh) 模块化多电平换流装置子模块电容电压自适应调制方法
CN109617118B (zh) 一种光伏电站直流升压汇集接入系统接地方式确定方法
CN105245123A (zh) 三相中点钳位三电平逆变器一维调制共模电流抑制技术
NAVEENKUMAR et al. Performance Evaluation of HVDC Transmission system with the Combination of VSC and H-Bridge cells
CN103219722A (zh) 提高大规模风电经直流外送系统故障恢复特性的方法
CN104601001A (zh) 用于风力发电机组的电流变换装置及变流系统
CN112994100A (zh) 一种基于智能配变终端的多模式控制的光伏并网逆变器
CN104410310A (zh) 用于抑制共模漏电流的中点箝位型h桥光伏逆变器及方法
Xu et al. Protection coordination of meshed MMC-MTDC transmission systems under DC faults
CN102820666B (zh) 一种可平衡不对称负载的三相电力电子变压器
CN106849103A (zh) 基于直流调制的无变压器式单相动态电压补偿器
Khan et al. Novel high efficiency h-bridge transformerless inverter for grid-connected single-phase photovoltaic systems
CN105897025A (zh) 一种模块化多电平变流器子模块电压均衡方法
CN102496932A (zh) 一种并联型电压暂降补偿装置
CN104393591A (zh) 供电系统
CN107026475B (zh) 一种太阳能分布式发电系统入网控制方法
Schrader et al. Multivariable control of MMC-based static converters for railway applications
Giddani et al. Grid integration of a large offshore wind farm using VSC-HVDC in parallel with an AC submarine cable
Vemulapati Prototype Model for High Speed Railway Power Supply System Suitable for Indian Traction Sub Stations using Multi Modular Converter
CN114784845A (zh) 一种m3c低频变流器及其故障穿越方法和系统

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant