CN112467747A - 一种末端低电压治理装置的电流控制方法 - Google Patents

一种末端低电压治理装置的电流控制方法 Download PDF

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范建华
于瑞
卢松林
张鹏程
宁振
刘培臣
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Abstract

本发明公开了一种末端低电压治理装置的电流控制方法，根据装置中的IGBT容量，设定限幅值、过流阈值和过流耐受时间，采集用户侧电流，计算电流的有效值，根据隔离变压器的变比反推设备输出电流大小，根据输出电流大小与限幅值的关系判断补偿电压的计算方式，在输出电流高于限幅值时，根据过流工况进行一定时间的过流输出，其后降低补偿电压，从而降低输出电流，达到电流控制的效果。本发明操作简便，且根据低电压治理装置的输出电流与用户电流关联特点，避免较多的利用资源。

Description

一种末端低电压治理装置的电流控制方法
技术领域
本发明涉及电能质量治理领域，具体涉及一种末端低电压治理装置的电流控制方法。
背景技术
在农网台区，尤其是偏远山区，可能会存在末端线路过长，末端用户在用电时容易产生供电电压不足的现象。对于此类用户低电压问题，需要用到低电压治理装置进行治理。
低电压治理装置在电压治理的同时，设备也会输出电流，而设备用到的电力电子元器件的电流耐受能力是有限的，需要对输出电流进行控制。常用的电流控制方法有线性控制和滞环控制，对电流进行精准输出与限幅，但这些控制算法的资源利用较多，且较为复杂。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足或缺陷，本发明的目的是提供一种末端低电压治理装置的电流控制方法，通过调整补偿电压的方法，调节用户侧电压和功率，从而控制了用户侧电流，进而控制了低电压治理装置的补偿电流，实现了电流控制，避免较多的利用资源，且本发明十分渐变。
为实现上述目的，可以通过以下技术方案来实现：
一种末端低电压治理装置的电流控制方法，设定设备电流限幅值，检测用户的电流大小，根据变压器变比可推测出此时经过IGBT的电流，通过调节输出电压的大小间接调节用户电流大小，从而达到电流控制的目的。
具体包括以下步骤：
步骤1：设置低电压治理装置的旁路功能，并根据低电压治理装置的IGBT的限流值，设置逆变电流限幅值；
步骤2：根据低压治理装置的IGBT最大容量，设定小过流阈值和大过流阈值，并设定小过流阈值过流工况和大过流阈值过流工况下过流耐受时间；
步骤3：采集用户侧电流，逐点计算用户电流的有效值，并根据隔离变压器的变比，推测此时在非旁路状态下的逆变电流有效值；
步骤4：计算逆变电流有效值和限流值的关系，判定补偿电压的计算方式和调整方向，若计算得到逆变电流有效值低于限流值，则进入步骤5，否则进入步骤6；
步骤5：根据当前的负载电压以及目标电压的关系，通过闭环控制进行补偿电压的锁定，完成电流控制；
步骤6：以上一时刻的补偿电压幅值进行补偿，判断当前处于的过流工况，并在过流耐受时间达到设定值时，进行步骤7；
步骤7：根据判断的过流工况，降低补偿的电压，从而使得逆变电流降低，直至逆变电流达到过流阈值以内；若补偿电压降至0时，仍然未使得逆变电流达到过流阈值以内，则对设备进行旁路保护，完成电流控制。
其中，大过流阈值工况下过流耐受时间要小于小过流阈值工况下的过流耐受时间。
进一步地，步骤7中的降低补偿电压过程，不能让补偿电压降低过于迅速，也不能让补偿电压的畸变过快，因此采用等间隔降低补偿电压幅值的方式，每次降低幅值采用幅值累乘方式，使整个降低过程平滑。
本发明的有益技术效果：区别于通过电流环控制的方式，本发明采用间接的电流控制方法，通过降低补偿电压的方式控制输出电流，并采用分层控制方法实现不同电流阈值下的不同控制方案，采用等间隔累乘的幅值降低方案，保证电压和电流的降低过程平滑。
附图说明
图1为本发明应用于末端低电压治理装置的电流控制方法的设备补偿部分示意图；
图2为本发明应用于末端低电压治理装置的电流控制方法的系统框图；
图3为本发明应用于末端低电压治理装置的电流控制方法的补偿电压调整框图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不限定本发明。
如图1所示是设备补偿部分示意图，通过IGBT逆变得到补偿电压与输出电流，补偿电压即为隔离变压器一次侧输出的电压，输出电流多数流到隔离变压器一次侧，变压器一次侧的电压与电流感应至二次侧，变压器二次侧的电流即为用户电流，而同样用电器功率下，用户电流大小取决于用户的电压，因此可通过降低补偿电压的方式降低用户的电压，降低用户的电流，进而降低输出电流；在补偿电压降至0仍存在用户电流过大的情况时，将隔离变压器的一次侧进行旁路，从而保护了IGBT。
如图2所示是电流控制方法的系统框图，包括以下步骤：
步骤1：设计低电压治理装置的旁路功能，并根据低电压治理装置的IGBT的限流值，设置逆变电流限幅值；
步骤2：根据IGBT的最大容量，设定小过流阈值和大过流阈值，并设定两种过流工况下过流耐受时间；
步骤3：采集用户侧电流，逐点计算用户电流的有效值，并根据隔离变压器的变比，推测此时在非旁路状态下的逆变电流有效值；
步骤4：计算逆变电流有效值和限流值的关系，判定补偿电压的计算方式和调整方向，若计算得到逆变电流有效值低于限流值，则进入步骤5，否则进入步骤6；
步骤5：根据当前的负载电压以及目标电压的关系，通过闭环控制进行补偿电压的锁定；
步骤6：以上一时刻的补偿电压幅值进行补偿，判断当前处于的过流工况，并在过流时间达到设定值时，进行步骤7；
步骤7：降低补偿的电压，从而使得逆变电流降低，直至逆变电流达到过流阈值以内；若补偿电压降至0时，仍然未使得逆变电流达到过流阈值以内，则对设备进行旁路保护。
如图3所示是补偿电压调整框图，为了保证补偿电压和电流平滑缓变，设定每隔2ms左右降低补偿电压的幅值，每次补偿电压幅值乘以0.99，补偿电压的相位为电网电压的实时相位，当补偿后的电流满足限幅值即不再继续调整，若补偿电压降至0附近，则对隔离变压器的一次侧进行旁路。
上述实施例是对本发明的具体实施方式的说明，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人员在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可做出各种变换和变化以得到相对应的等同的技术方案，因此所有等同的技术方案均应归入本发明的专利保护范围。

Claims (4)

1.一种末端低电压治理装置的电流控制方法，其特征在于，通过设定末端低电压治理装置的电流限幅值，检测用户的电流大小，根据变压器变比，推测经过末端低电压治理装置中IGBT的电流，并通过调节末端低电压治理装置输出电压的大小来间接调节用户电流大小，从而达到电流控制的目的。
2.根据权利要求1所述的一种末端低电压治理装置的电流控制方法，其特征在于，具体包含以下步骤：
步骤1：设置低电压治理装置的旁路功能，并根据低电压治理装置的IGBT的限流值，设置逆变电流限幅值；
步骤2：根据低压治理装置的IGBT最大容量，设定小过流阈值和大过流阈值，并设定小过流阈值过流工况和大过流阈值过流工况下过流耐受时间；
步骤3：采集用户侧电流，逐点计算用户电流的有效值，并根据隔离变压器的变比，推测此时在非旁路状态下的逆变电流有效值；
步骤4：计算逆变电流有效值和限流值的关系，判定补偿电压的计算方式和调整方向，若计算得到逆变电流有效值低于限流值，则进入步骤5，否则进入步骤6；
步骤5：根据当前的负载电压以及目标电压的关系，通过闭环控制进行补偿电压的锁定，完成电流控制；
步骤6：对上一时刻的补偿电压幅值进行补偿，判断当前处于的过流工况，并在过流耐受时间达到设定值时，进行步骤7；
步骤7：根据判断的过流工况，降低补偿的电压，从而使得逆变电流降低，直至逆变电流达到过流阈值以内；若补偿电压降至0时，仍然未使得逆变电流达到过流阈值以内，则对设备进行旁路保护，完成电流控制。
3.根据权利要求1所述的一种末端低电压治理装置的电流控制方法，其特征在于，步骤2中大过流阈值工况下过流耐受时间要小于小过流阈值工况下的过流耐受时间。
4.根据权利要求1所述的一种末端低电压治理装置的电流控制方法，其特征在于，步骤7中的降低补偿电压过程，不能让补偿电压降低过于迅速，也不能让补偿电压的畸变过快，因此采用等间隔降低补偿电压幅值的方式，每次降低幅值采用幅值累乘方式，使整个降低过程平滑。
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