CN112600220A - 一种附加无功补偿的柔性消弧变换器及其控制方法 - Google Patents

一种附加无功补偿的柔性消弧变换器及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112600220A
CN112600220A CN202010667685.0A CN202010667685A CN112600220A CN 112600220 A CN112600220 A CN 112600220A CN 202010667685 A CN202010667685 A CN 202010667685A CN 112600220 A CN112600220 A CN 112600220A
Authority
CN
China
Prior art keywords
converter
voltage
power
information
distribution network
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
CN202010667685.0A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112600220B (zh
Inventor
蒋顺平
丁勇
石祥建
陶征
石勇
刘为群
陈俊
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.)
NR Electric Co Ltd
NR Engineering Co Ltd
Original Assignee
NR Electric Co Ltd
NR Engineering 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 NR Electric Co Ltd, NR Engineering Co Ltd filed Critical NR Electric Co Ltd
Priority to CN202010667685.0A priority Critical patent/CN112600220B/zh
Publication of CN112600220A publication Critical patent/CN112600220A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112600220B publication Critical patent/CN112600220B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/18Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks
    • H02J3/1807Arrangements for adjusting, eliminating or compensating reactive power in networks using series compensators
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02HEMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/08Limitation or suppression of earth fault currents, e.g. Petersen coil
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J3/00Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks
    • H02J3/12Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load
    • H02J3/16Circuit arrangements for ac mains or ac distribution networks for adjusting voltage in ac networks by changing a characteristic of the network load by adjustment of reactive power
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/60Arrangements for transfer of electric power between AC networks or generators via a high voltage DC link [HVCD]

Abstract

本申请实施例提供附加无功补偿的柔性消弧变换器及其控制方法。所述附加无功补偿的柔性消弧变换器包括DC/AC变换器、AC/DC变换器和综合控制器。所述DC/AC变换器的交流侧经配电网系统的单相变压器升压后接入配电网系统中性点,用于输出特定交流电压向量,实现所述配电网系统的接地消弧;所述AC/DC变换器和所述DC/AC变换器直流侧互联形成直流母线,所述AC/DC变换器的交流侧接入站变电源,用于控制所述直流母线电压恒定,并给所述站变电源进行无功补偿,无功功率大小随所述DC/AC变换器输出电压、电流信息动态调节;所述综合控制器进行信息采集、控制逻辑运算并发送控制命令至所述AC/DC变换器和所述DC/AC变换器。

Description

一种附加无功补偿的柔性消弧变换器及其控制方法
技术领域
本申请涉及电力系统的电力电子设备应用技术领域,具体涉及一种附加无功补偿的柔性消弧变换器及其控制方法。
背景技术
随着城市配电网的快速发展,配电网中供电线路逐年增多加长,导致系统对地的电容电流变大,导致系统在发生单相接地时,产生接地电弧,危害人身安全。此外,负载形式的多样化,导致对配电网的无功需求越来越大。
目前,利用电力电子设备实现柔性消弧的方案,由于具备快速性、准确性、灵活性等优势逐渐成为业界研究热点,一般采用前级不控整流、后级全控逆变的拓扑形式。在无故障阶段,该方案无法实现无功补偿功能,由于接地故障发生的时间相对全周期运行时间很短,因此该方案的利用率极差,单独配置无功补偿设备会增加设备投资、占地需求也会变大。“一种配电网有源消弧装置电压控制方法”(专利号20171022276.X)公开一种新型消弧补偿装置,即通过电力电子设备在电网中性点补偿特定电压向量来实现消弧,但是该装置无法实现对系统的无功补偿功能。
采用SVG等电力电子设备可以实现无功补偿功能,由于该方案无法提供有功功率,在接地故障时,只能提供容性电流,无法实现完全消弧或者可靠消弧,接地故障发生时仍具有电弧危害人身安全风险,目前该方案只适用理论研究。“一种动态无功及消弧补偿综合补偿方法”(专利号201910515519.6)公开的一种控制方法,系统正常运行时进行无功补偿,系统发生接地故障时,无法实现完全消弧,同时该发明无法实现无功的优化控制。
发明内容
本申请实施例提供一种附加无功补偿的柔性消弧变换器,包括DC/AC变换器、AC/DC变换器和综合控制器,所述DC/AC变换器的交流侧经配电网系统的单相变压器升压后接入配电网系统中性点,用于输出特定交流电压向量,实现所述配电网系统的接地消弧;所述AC/DC变换器和所述DC/AC变换器直流侧互联形成直流母线,所述AC/DC变换器的交流侧接入站变电源,用于控制所述直流母线电压恒定,并给所述站变电源进行无功补偿,无功功率大小随所述DC/AC变换器输出电压、电流信息动态调节;所述综合控制器进行信息采集、控制逻辑运算并发送控制命令至所述AC/DC变换器和所述DC/AC变换器。
根据一些实施例,所述综合控制器包括信息采集单元、第一控制单元和第二控制单元,所述信息采集单元用于采集所述配电网系统的电压、电流信息、所述DC/AC变换器信息和AC/DC变换器信息;所述第一控制单元用于接收所述信息采集单元发送的信息并发送第一控制命令至所述DC/AC变换器;所述第二控制单元用于接收所述信息采集单元发送的信息并发送第二控制命令至所述AC/DC变换器。
根据一些实施例,所述综合控制器还包括控制出口单元,所述控制出口单元用于接收所述第一控制命令并发送至所述DC/AC变换器,以及接收所述第二控制命令并发送至所述AC/DC变换器。
根据一些实施例,所述AC/DC变换器包括三相滤波单元和三相功率变换单元,所述三相功率变换单元经过所述三相滤波单元滤波后接入站变电源,所述三相功率变换单元包括三相半桥结构,所述三相半桥结构包括全控型半导体开关器件。
根据一些实施例,所述DC/AC变换器包括单相滤波单元和单相功率变换单元,所述单相功率变换单元经过所述单相滤波单元滤波,再经所述配电网系统的单相变压器升压后接入配电网系统中性点,所述单相功率变换单元包括单相全桥结构,所述单相全桥结构包括全控型半导体开关器件。
本申请实施例还提供一种如上所述的附加无功补偿的柔性消弧变换器的控制方法,包括:所述综合控制器实时采集配电网系统信息、AC/DC变换器信息、DC/AC变换器信息;正常运行时,所述综合控制器的第一控制单元自动启动所述DC/AC变换器,所述综合控制器的第二控制单元自动启动所述AC/DC变换器;所述AC/DC变换器控制直流母线电压,所述DC/AC变换器待机状态,所述综合控制器的第二控制单元控制所述AC/DC变换器向站变电源注入无功,无功大小根据预设的电压无功下垂特性得出。
根据一些实施例,所述AC/DC变换器控制直流母线电压,所述DC/AC变换器待机状态,所述综合控制器的第二控制单元控制所述AC/DC变换器向站变电源注入无功,无功大小根据预设的电压无功下垂曲线得出,包括:所述第二控制单元根据DC/AC变换器输出电压、电流信息,动态调节下垂系数,再通过电压无功下垂特性得到无功功率指令值;采用无功功率外环、并网电流内环控制方式,控制AC/DC变换器向站变电源补偿无功;采用直流母线电压外环、并网电流内环控制方式,同步控制直流母线电压恒定。
根据一些实施例,所述控制方法还包括:若所述配电网系统发生接地故障,所述综合控制器的第一控制单元进行检测、分析和运算,控制DC/AC变换器运行,闭环输出指定电压向量,将故障相对地电压降为零,实现所述配电网系统接地消弧;所述综合控制器的第二控制单元同步检测系统实时有功大小,通过变系数调节器调节下垂系数,进而调节无功功率大小,保证最大化发出无功的同时AC/DC变换器不过载运行;若所述配电网系统接地故障消除,所述综合控制器的第一控制单元控制DC/AC变换器进入待机状态,所述综合控制器的第二控制单元复归变系数调节器,无功控制随预设电压无功下垂特性运行。
根据一些实施例,所述综合控制器的第一控制单元进行检测、分析和运算,控制DC/AC变换器运行,闭环输出指定电压向量,将故障相对地电压降为零,实现所述配电网系统接地消弧,包括:所述第一控制单元接收和分析所述综合控制器的信息采集单元发送的所述配电网系统的电压、电流信息、所述DC/AC变换器信息和所述AC/DC变换器信息;基于所述配电网系统的电压、电流信息、所述DC/AC变换器信息和AC/DC变换器信息,判断所述配电网系统是否接地故障并计算消弧所需的电压幅值和相位指令;通过交流电压外环、交流电流内环的双闭环控制方式,控制所述DC/AC变换器发出指定电压向量,将故障相对地电压降为零,实现所述配电网系统接地消弧。
根据一些实施例,所述变系数调节器调节下垂系数,进而调节无功功率大小,保证最大化发出无功的同时AC/DC变换器不过载运行中,最大化发出无功的无功功率指令
Figure BDA0002581083770000041
按照下式计算:
Figure BDA0002581083770000042
其中,
Figure BDA0002581083770000043
为站变电源电压额定值,Eavg为站变电源三相电压有效值平均值,Sn为DC/AC变换器额定容量,n0为预设的初始下垂系数,Uo和ILo为DC/AC变换器输出电压、电流的有效值,
Figure BDA0002581083770000044
为DC/AC变换器输出电压、电流相位差,ke为能效系数
本申请实施例提供的技术方案,一套设备同时实现接地消弧功能和无功补偿功能,提高设备利用率,节省设备投资和占地面积,而这两种功能,可以优先保证接地消弧功能。同时提供一种变系数调节无功功率大小的方法,保证系统进行接地消弧的同时,充分利用剩余容量进行无功补偿,确保设备不超载运行,提高安全性和稳定性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,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是本申请实施例提供的一种附加无功补偿的消弧变换器结构示意图。
图2是本申请实施例提供的一种综合控制器结构示意图。
图3是本申请实施例提供的一种附加无功补偿的消弧变换器控制流程示意图。
图4是本申请实施例提供的一种附加无功补偿的消弧变换器控制框图。
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,本领域技术人员在没有做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。
应当理解,本申请的权利要求、说明书及附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序。本申请的说明书和权利要求书中使用的术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在,但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
图1是本申请实施例提供的一种附加无功补偿的消弧变换器结构示意图。
附加无功补偿的柔性消弧变换器包括DC/AC变换器102、AC/DC变换器101和综合控制器103。
DC/AC变换器102的直流侧接入直流母线,交流侧经配电网系统107的单相变压器105升压后接入配电网系统中性点,用于输出特定交流电压向量,实现配电网系统107的接地消弧。
DC/AC变换器102包括单相功率变换单元1021和单相滤波单元1022。DC/AC变换器102的直流侧接入直流母线,交流侧单相功率变换单元1021经过单相滤波单元1022滤波,再经配电网系统107的单相变压器升压后接入配电网系统中性点,和配电网系统的消弧线圈106并联连接,通过接收综合控制器103控制命令,输出特定幅值和相位的电压向量,实现接地消弧功能。
单相功率变换单元1021包括单相全桥结构,单相全桥结构包括全控型半导体开关器件。
AC/DC变换器101和DC/AC变换器102直流侧互联形成直流母线,AC/DC变换器101的交流侧接入站变电源104,并网运行,通过接收综合控制器103的控制命令,控制实现直流母线电压Vdc恒定,并给DC/AC变换器102运行提供恒定直流电压。同时,AC/DC变换器101向站变电源104注入无功功率,进行无功补偿,无功功率大小随DC/AC变换器102输出电压、电流信息动态调节。
AC/DC变换器101包括三相功率变换单元1011和三相滤波单元1012。三相功率变换单元1011经过三相滤波单元1012滤波后接入站变电源104,三相功率变换单元1011包括三相半桥结构,三相半桥结构包括全控型半导体开关器件。
根据一些实施例,三相功率变换单元1011和单相功率变换单元1021的拓扑结构包括但不局限于两电平、三电平和五电平等拓扑本均,半导体开关器件采用全控型开关器件。
综合控制器103进行信息采集、控制逻辑运算并发送控制命令至AC/DC变换器101和DC/AC变换器102,如图2所示。
综合控制器103包括信息采集单元1031、第一控制单元1032和第二控制单元1033。
信息采集单元1031用于采集配电网系统107的电压、电流信息、DC/AC变换器信息和AC/DC变换器信息。第一控制单元1032用于接收信息采集单元1031发送的信息并发送第一控制命令至DC/AC变换器102。第二控制单元1033用于接收信息采集单元1031发送的信息并发送第二控制命令至AC/DC变换器101。
可选地,综合控制器还包括控制出口单元1034,用于接收第一控制命令并发送至DC/AC变换器102,以及接收第二控制命令并发送至AC/DC变换器101。
图3是本申请实施例提供的一种附加无功补偿的消弧变换器控制流程示意图。
在S01中,综合控制器103实时采集配电网系统信息、AC/DC变换器信息、DC/AC变换器信息。
综合控制器103信息采集单元1031实时采集配电网系统电压、电流信息,AC/DC变换器101、DC/AC变换器102的数字量、模拟量等信息,初始化柔性消弧变换器。
在S02中,正常运行时,综合控制器103的第一控制单元1032自动启动DC/AC变换器102,综合控制器103的第二控制单元1033自动启动AC/DC变换器101。
在S03中,AC/DC变换器101控制直流母线电压为参考值Vd*c,正常工况下,DC/AC变换器102待机状态运行。综合控制器103的第二控制单元1033控制AC/DC变换器101向站变电源104注入无功,由于DC/AC变换器102待机,有功功率Po为零,即下垂系数n=n0,此时无功补偿限值最大,无功大小根据预设的电压无功下垂特性得出。
第二控制单元1033根据DC/AC变换器输出电压、电流信息,动态调节下垂系数,再通过电压无功下垂特性得到无功功率指令值。采用无功功率外环、并网电流内环控制方式,控制AC/DC变换器101向站变电源104补偿无功。
第二控制单元1033采用直流母线电压外环、并网电流内环的双闭环控制方式,同步控制AC/DC变换器101实现直流母线电压恒定。
直流母线电压控制通过控制并网电流d轴参考指令
Figure BDA0002581083770000091
来实现,实施方式如下。
直流母线电压参考
Figure BDA0002581083770000092
由系统设定,设定原则为
Figure BDA0002581083770000093
其中Uo为DC/AC变换器102额定输出电压有效值。直流母线电压参考
Figure BDA0002581083770000094
和直流母线电压Vdc经过交流电压外环控制器调节,得到并网电流d轴参考指令
Figure BDA0002581083770000095
无功补偿控制通过控制并网电流q轴参考指令
Figure BDA0002581083770000096
来实现,实施方式如下。
信息采集单元1031采集DC/AC变换器102的输出电压、电流信息,通过功率计算模块实时计算DC/AC变换器102消耗有功功率Po大小,功率计算表达式如下。
Figure BDA0002581083770000097
其中,ILo为DC/AC变换器102输出电流有效值,
Figure BDA0002581083770000098
为Uo和ILo的相位差,ke为能效系数。
变换器补偿的无功功率指令和站变电源104电压存在下垂关系,表达式如下。
Figure BDA0002581083770000099
其中,Eavg=(Ega+Egb+Egc)/3为站变电源107三相电压的平均值,
Figure BDA00025810837700000910
为站变电源107电压额定值,
Figure BDA0002581083770000101
为AC/DC变换器101无功功率指令,n为下垂系数,n根据有功功率Po大小自动调节,调节公式如下。
Figure BDA0002581083770000102
进一步,根据式(1)、式(3)得到变系数调节器表达式如下。
Figure BDA0002581083770000103
上述,n0为预设的初始下垂系数,Sn为AC/DC变换器101的额定容量。
根据式(2)、式(4)可以得到无功功率指令表达式如下。
Figure BDA0002581083770000104
功率计算模块根据AC/DC变换器101交流侧三相电压、电流大小,得出实际无功功率Qg如下。
Qg=EgaILasinθa+EgbILbsinθb+EgcILcsinθc (6)
上述,ILa、ILb、ILc为AC/DC变换器101各相并网电流有效值,θa、θb、θc为相电压和相电流之间的相角差。
式(4)和式(5)计算得到的
Figure BDA0002581083770000105
和Qg经过无功功率外环控制器,得到并网电流q轴电流指令值
Figure BDA0002581083770000106
上述两个实施方式得出并网电流d、q轴电流参考指令
Figure BDA0002581083770000107
这里请再参阅图4,ILa、ILb、ILc通过abc/dq坐标变换得到并网电流d、q轴实际电流id、iq,与电流参考指令
Figure BDA0002581083770000108
经并网电流内环控制器调节,生成调制波参与PWM调试,生成最终控制命令,驱动AC/DC变换器101三相功率变换单元1011的开关器件,直流侧控制恒定直流母线电压,交流侧进行无功补偿,且无功功率大小根据系统运行状态变系数调节,最大化发挥无功补偿的同时优先保证接地消弧功能。
若配电网系统107发生接地故障,包括如下控制流程。
在S04中,综合控制器103的第一控制单元1032进行检测、分析和运算,控制DC/AC变换器102运行,闭环输出指定电压向量,将故障相对地电压降为零,实现配电网系统107接地消弧。包括以下控制流程。
在S041中,第一控制单元1032接收和分析综合控制器103的信息采集单元1031发送的配电网系统107的电压、电流信息、DC/AC变换器信息和AC/DC变换器信息。
在S042中,第一控制单元1032基于配电网系统107的电压、电流信息、DC/AC变换器信息和AC/DC变换器信息,判断配电网系统107是否接地故障并计算消弧所需的电压幅值U0 *和相位指令。
在S043中,第一控制单元1032通过交流电压外环、交流电流内环的双闭环控制方式,控制DC/AC变换器102发出驱动脉冲,控制DC/AC变换器102快速输出特定的电压向量,将故障相对地电压降为零,实现配电网系统107接地故障消弧。
消弧电压指令
Figure BDA0002581083770000111
和Uo经交流电压外环控制器调节得到交流电流内环控制器参考值
Figure BDA0002581083770000121
和实际电感电流ILo通过交流电流内环控制器调节后生成调制波,进行SVPWM调制,驱动DC/AC变换器102单相功率变换单元1021的开关器件,输出特定幅值和相位的电压向量,实现接地消弧功能。
综合控制器103的第二控制单元1033同步检测系统实时有功大小,通过变系数调节器调节下垂系数,进而调节无功功率大小,保证最大化发出无功的同时AC/DC变换器101不过载运行。
第二控制单元1033使能变系数调节器。配电网系统阻尼率的大小不同导致DC/AC变换器102提供的有功功率会有不同,变系数调节器内部可设置系统初始有功功率Poset,解锁DC/AC变换器102的同时,Po的初值为Poset并根据式(1)快速调节为最终实际有功功率值,赋值给公式(3),实时改变下垂系数n,进而改变无功补偿参考值
Figure BDA0002581083770000122
保证实现接地消弧并考虑变换器容量的同时最大化的进行无功补偿。
变系数调节器调节下垂系数,进而调节无功功率大小,保证最大化发出无功的同时AC/DC变换器不过载运行中,最大化发出无功的无功功率指令
Figure BDA0002581083770000123
按照下式计算。
Figure BDA0002581083770000124
其中,
Figure BDA0002581083770000125
为站变电源电压额定值,Eavg为站变电源三相电压有效值平均值,Sn为DC/AC变换器额定容量,n0为预设的初始下垂系数,Uo和ILo为DC/AC变换器输出电压、电流的有效值,
Figure BDA0002581083770000126
为DC/AC变换器输出电压、电流相位差,ke为能效系数。
在S05中,若配电网系统107接地故障消除,综合控制器103的第一控制单元1032控制DC/AC变换器102进入待机状态,综合控制器103的第二控制单元1033复归变系数调节器,无功控制随预设电压无功下垂特性运行。
第一控制单元1032检测到接地故障消失,闭锁DC/AC变换器102,由于有功功率降低为零,AC/DC变换器101补偿无功自动增加,下垂系数自动复归n0
本申请中,柔性消弧优先级比无功补偿优先级高,当出现AC/DC变换器101过载时,通过改变下垂斜率降低补偿的无功大小,优先保证消弧功能正常运行。
以上对本申请实施例进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明仅用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。同时,本领域技术人员依据本申请的思想,基于本申请的具体实施方式及应用范围上做出的改变或变形之处,都属于本申请保护的范围。综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种附加无功补偿的柔性消弧变换器,包括:
DC/AC变换器,所述DC/AC变换器的交流侧经配电网系统的单相变压器升压后接入配电网系统中性点,用于输出特定交流电压向量,实现所述配电网系统的接地消弧;
AC/DC变换器,和所述DC/AC变换器直流侧互联形成直流母线,所述AC/DC变换器的交流侧接入站变电源,用于控制所述直流母线电压恒定,并给所述站变电源进行无功补偿,无功功率大小随所述DC/AC变换器输出电压、电流信息动态调节;
综合控制器,进行信息采集、控制逻辑运算并发送控制命令至所述AC/DC变换器和所述DC/AC变换器。
2.如权利要求1所述的柔性消弧变换器,其中,所述综合控制器包括:
信息采集单元,用于采集所述配电网系统的电压、电流信息、所述DC/AC变换器信息和AC/DC变换器信息;
第一控制单元,用于接收所述信息采集单元发送的信息并发送第一控制命令至所述DC/AC变换器;
第二控制单元,用于接收所述信息采集单元发送的信息并发送第二控制命令至所述AC/DC变换器。
3.如权利要求2所述的柔性消弧变换器,其中,所述综合控制器还包括:
控制出口单元,用于接收所述第一控制命令并发送至所述DC/AC变换器,以及接收所述第二控制命令并发送至所述AC/DC变换器。
4.如权利要求1所述的柔性消弧变换器,其中,所述AC/DC变换器包括:
三相滤波单元;
三相功率变换单元,经过所述三相滤波单元滤波后接入站变电源,所述三相功率变换单元包括三相半桥结构,所述三相半桥结构包括全控型半导体开关器件。
5.如权利要求1所述的柔性消弧变换器,其中,所述DC/AC变换器包括:
单相滤波单元;
单相功率变换单元,经过所述单相滤波单元滤波,再经所述配电网系统的单相变压器升压后接入配电网系统中性点,所述单相功率变换单元包括单相全桥结构,所述单相全桥结构包括全控型半导体开关器件。
6.一种如权利要求1至5之任一项所述的附加无功补偿的柔性消弧变换器的控制方法,包括:
所述综合控制器实时采集配电网系统信息、AC/DC变换器信息、DC/AC变换器信息;
正常运行时,所述综合控制器的第一控制单元自动启动所述DC/AC变换器,所述综合控制器的第二控制单元自动启动所述AC/DC变换器;
所述AC/DC变换器控制直流母线电压,所述DC/AC变换器待机状态,所述综合控制器的第二控制单元控制所述AC/DC变换器向站变电源注入无功,无功大小根据预设的电压无功下垂特性得出。
7.如权利要求6所述的控制方法,其中,所述AC/DC变换器控制直流母线电压,所述DC/AC变换器待机状态,所述综合控制器的第二控制单元控制所述AC/DC变换器向站变电源注入无功,无功大小根据预设的电压无功下垂曲线得出,包括:
所述第二控制单元根据DC/AC变换器输出电压、电流信息,动态调节下垂系数,再通过电压无功下垂特性得到无功功率指令值;
采用无功功率外环、并网电流内环控制方式,控制AC/DC变换器向站变电源补偿无功;
采用直流母线电压外环、并网电流内环控制方式,同步控制直流母线电压恒定。
8.如权利要求6所述的控制方法,还包括:
若所述配电网系统发生接地故障,所述综合控制器的第一控制单元进行检测、分析和运算,控制DC/AC变换器运行,闭环输出指定电压向量,将故障相对地电压降为零,实现所述配电网系统接地消弧;
所述综合控制器的第二控制单元同步检测系统实时有功大小,通过变系数调节器调节下垂系数,进而调节无功功率大小,保证最大化发出无功的同时AC/DC变换器不过载运行;
若所述配电网系统接地故障消除,所述综合控制器的第一控制单元控制DC/AC变换器进入待机状态,所述综合控制器的第二控制单元复归变系数调节器,无功控制随预设电压无功下垂特性运行。
9.如权利要求8所述的控制方法,其中,所述综合控制器的第一控制单元进行检测、分析和运算,控制DC/AC变换器运行,闭环输出指定电压向量,将故障相对地电压降为零,实现所述配电网系统接地消弧,包括:
所述第一控制单元接收和分析所述综合控制器的信息采集单元发送的所述配电网系统的电压、电流信息、所述DC/AC变换器信息和所述AC/DC变换器信息;
基于所述配电网系统的电压、电流信息、所述DC/AC变换器信息和AC/DC变换器信息,判断所述配电网系统是否接地故障并计算消弧所需的电压幅值和相位指令;
通过交流电压外环、交流电流内环的双闭环控制方式,控制所述DC/AC变换器发出指定电压向量,将故障相对地电压降为零,实现所述配电网系统接地消弧。
10.如权利要求8所述的控制方法,其中,所述变系数调节器调节下垂系数,进而调节无功功率大小,保证最大化发出无功的同时AC/DC变换器不过载运行中,最大化发出无功的无功功率指令
Figure FDA0002581083760000041
按照下式计算:
Figure FDA0002581083760000042
其中,
Figure FDA0002581083760000043
为站变电源电压额定值,Eavg为站变电源三相电压有效值平均值,Sn为DC/AC变换器额定容量,n0为预设的初始下垂系数,Uo和ILo为DC/AC变换器输出电压、电流的有效值,
Figure FDA0002581083760000044
为DC/AC变换器输出电压、电流相位差,ke为能效系数。
CN202010667685.0A 2020-07-13 2020-07-13 一种附加无功补偿的柔性消弧变换器及其控制方法 Active CN112600220B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010667685.0A CN112600220B (zh) 2020-07-13 2020-07-13 一种附加无功补偿的柔性消弧变换器及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010667685.0A CN112600220B (zh) 2020-07-13 2020-07-13 一种附加无功补偿的柔性消弧变换器及其控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112600220A true CN112600220A (zh) 2021-04-02
CN112600220B CN112600220B (zh) 2022-08-26

Family

ID=75180172

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010667685.0A Active CN112600220B (zh) 2020-07-13 2020-07-13 一种附加无功补偿的柔性消弧变换器及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112600220B (zh)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1937349A (zh) * 2006-10-25 2007-03-28 北京四方清能电气电子有限公司 配电网综合动态补偿装置
CN104810858A (zh) * 2015-05-27 2015-07-29 广西大学 一种光储微电网并网发电系统的控制方法
CN108808722A (zh) * 2017-04-27 2018-11-13 安徽华网电力设计有限公司 光伏并网与电能质量治理统一控制方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1937349A (zh) * 2006-10-25 2007-03-28 北京四方清能电气电子有限公司 配电网综合动态补偿装置
CN104810858A (zh) * 2015-05-27 2015-07-29 广西大学 一种光储微电网并网发电系统的控制方法
CN108808722A (zh) * 2017-04-27 2018-11-13 安徽华网电力设计有限公司 光伏并网与电能质量治理统一控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN112600220B (zh) 2022-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109066759B (zh) 兼顾有功平衡的混合双馈入直流连续换相失败控制方法
CN108718094B (zh) 一种提高大型光伏系统低电压穿越性能的方法
CN106849172B (zh) 光储交直流微网中的并离网无缝切换策略
CN105375523A (zh) 一种风电全功率变流器高电压穿越控制方法
CN104659802B (zh) 一种改善交流系统暂态稳定性的vsc-hvdc交流电压-频率协调控制方法
CN111431219A (zh) 一种基于下垂控制的微网无功功率精确分配方法
CN103795080A (zh) 一种mmc型轻型直流输电系统的并网方法
CN111600325B (zh) 一种混合级联直流输电系统故障穿越方法及系统
CN107069809A (zh) 一种直驱风电变流器高电压穿越控制方法
CN111740454B (zh) 一种基于母线接口变换器的混合微电网交直流电压统一控制方法
CN111431206B (zh) 大规模双馈风电场经柔性直流外送的协同故障穿越方法
CN111740455A (zh) 一种交流不平衡电压与直流脉动电压统一补偿的母线接口变换器控制方法
CN103904909A (zh) 基于分数阶控制的双pwm变频器一体化协调控制系统
CN104375039A (zh) 一种隔离型直流变压器测试系统
CN107565568A (zh) 基于单星型mmc结构的混合型电力电子变压器及控制方法
CN106712089A (zh) 一种基于九开关管逆变器的多功能分布式电源并网装置
CN103227469A (zh) 一种光伏并网逆变器母线电压二次纹波的抑制方法
CN109873458A (zh) 一种无功电流参考值和有功电流参考值的调整方法及装置
CN107732952A (zh) 多端混合直流输电系统的故障响应分析方法及系统
CN108711876A (zh) 一种适用于模块化多电平换流器的增强直流短路故障穿越控制方法
CN107465192A (zh) 混合微网的变功率控制与直流电压控制方法
CN109888786A (zh) 一种交直流混合微电网的控制方法
CN107154631B (zh) 基于模块化多电平逆变器的动态电压调节装置及调节方法
CN103259281B (zh) 具有负序电流补偿机制的能量转换系统和方法
CN111835027A (zh) 一种柔性多端直流输电系统故障调节方法

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