CN112909984B - 一种高压逆变系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种高压逆变系统，将多个逆变器模组直接连接于直流高压母线上，采用并联输出拓扑结构；所述逆变器模组包括第一锁死/脱扣机构、第二锁死/脱扣机构、第三锁死/脱扣机构、过压保护VZ、电压平衡电容C、软启动控制器、同步信号线、插座J和逆变器。本发明是一种结构简单、实用性好的高压逆变系统，该系统可直接接入高压直流电网。

Description

一种高压逆变系统
技术领域
本发明涉及一种高压逆变系统，特别是一种适用于将高压直流电逆变为三相交流电的高压逆变系统。
背景技术
高压直流输电具备远距离、大容量、非同步互联，功率损耗小，线路造价低，功率调节迅速灵活，系统稳定性好等优点，非常适合大规模可再生能源组网及富煤地区直接发电大跨度范围输电到经济发达的沿海地区。目前，我国绝大部分工农业企业和日常生活用电仍然是交流电。为满足日常生活及工农业生产领域用电需求，需将高压直流逆变为三相交流电。一方面，受逆变器直流输入电压范围的限制，逆变器不能直接接入高压/超高压/特高压直流电网，需要采用串联方式接入，实现分压。另一方面，随着用电设备功率的大幅增加，为了保证负载获取所需的电能，需要并联多组串联的逆变器模组。如何保证多个逆变器的串并联之后的逆变系统输出交流电频率同步、有功功率和无功功率的均衡控制是一个需要解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种高压逆变系统。本发明是一种结构简单、实用性好的高压逆变系统，该系统可直接接入高压直流电网。
本发明的技术方案：一种高压逆变系统，其特征在于，将多个逆变器模组直接连接于直流高压母线上，采用并联输出拓扑结构；所述逆变器模组包括第一锁死/脱扣机构、第二锁死/脱扣机构、第三锁死/脱扣机构、过压保护VZ、电压平衡电容C、软启动控制器、同步信号线、插座J和逆变器；第一锁死/脱扣机构实现逆变器接入高压电网或脱离三相交流电网，实现热插拔功能；第二锁死/脱扣机构实现逆变模组接入/脱离高压电网；第三锁死/脱扣机构实现逆变模组接入/脱离三相交流电网；过压保护VZ实现逆变器电压处于合理安全工作范围，过压保护VZ上并联设置相互串联的电压平衡电容C和软启动控制器；同步信号线与逆变器上的插座J连通，用于实现syn、输入均压参考及输出均流参考的传送。
前述的高压逆变系统中，所述逆变器插头plug、三选一复用开关、无功功率平均电路、有功功率平均电路、同步电路、控制器、电压RMS测量单元、功率相位测量单元和逆变主电路；插头plug与插座J匹配，实现信号传送的物理连接；三选一复用开关用于控制syn、无功功率平均值及有功功率平均值的传送，且受控制器发出的信号控制；无功功率平均电路用于获取所有逆变器无功功率的平均值；有功功率平均电路用于获取所有逆变器有功功率的平均值；同步电路用于产生系统的同步信号syn，实现所有逆变器输出交流电频率相同及相位预同步参考值；控制器通过获取输出交流电压、输出交流相位、输出无功、无功功率平均值、输出有功、有功功率平均值和同步信号信息，执行逆变控制算法求出逆变主电路6个开关管的占空比d1～d6；电压RMS测量单元用于测量输出三相交流电压的有效值；功率相位测量单元用于测量输出三相交流电的相位，有功功率和无功功率；逆变主电路接收控制器的占空比信号d1～d6实现将直流电逆变为三相交流电。
前述的高压逆变系统中，所述的同步电路包括上电延时电路、PWM模块、D触发器U1、D触发器U2、三态门G1、与门G2、定时器和同步信号syn的接线端子J；
上电延时实现电路在上电之后延时Td，Td满足：Td>Ts；其中，Ts为PWM信号的周期；PWM模块的输出信号PWM与所述三态门G1的输入端连接，其输出溢出脉冲信号OV(t)与所述G2的一个输入连接，PRD和CMP分别为PWM信号周期和占空比设定端口，满足：
Figure BDA0002911191660000031
和Tc＝0.5Ts；与门G2、D触发器U1、D触发器U2和定时器组成一个三态门控制电路，控制三态门G1开通，实现最早出现溢出信号的同步电路G1开通，非最早完成上电过程的三态门G1锁死，从而产生唯一个PWM信号作为同步信号syn。
与现有技术相比，具有以下优势：
一、本发明所述的逆变系统可使用现有成熟、性能稳定的逆变器；
二、本发明采用输入串联输出并联拓扑结构，可通过改变逆变器串联数量和逆变器模组并联数量来匹配直流电网电压等级和负载功率；
三、本发明采用无需通讯总线，只需普通屏蔽线即可实现频率相位同步、有功功率和无功功率功率的均衡分配；
四、本发明支持对逆变器模块和逆变器模组进行热插拔，提高了系统的操作便利性；
五、本发明提供的高压逆变系统具有结构简单、成本低实用性强等特点，为高压/超高压/特高压直流输电的逆变提供了一种新的方案。
附图说明
图1为高压逆变系统连接原理图；
图2为逆变器模组连接原理图；
图3为逆变器原理图；
图4为逆变控制算法原理图；
图5为复用开关控制模块及控制逻辑时序图；
图6为同步信号生成原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明，但并不作为对本发明限制的依据。
实施例。假定逆变器具有相同的型号，为不失一般性，本发明用第k组(1≤k≤n)逆变模组单元中序号为j(1≤j≤m)的逆变器作为阐述对象。下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
图1所示为高压逆变系统连接原理图，逆变模组连接于直流高压母线上，采用并联输出拓扑结构。这种连接方式能满足负荷大范围变化及冗余控制要求，提高系统供电能力和供电稳定性。
图2所示为逆变器模组连接原理图，逆变模组采用串联输入并联输出的拓扑结构，实现降低逆变器的电压应力和提高逆变模组的输出能力。通过改变串联逆变单元的数量m的值，进而匹配不同电压等级的高压电网。逆变模组主要包含：第一锁死/脱扣机构1、第二锁死/脱扣机构2、第三锁死/脱扣机构3、过压保护VZ、电压平衡电容C及软启动控制器ss_ctl、同步信号线及插座J和逆变器。第一锁死/脱扣机构1实现逆变器接入高压电网或脱离三相交流电网，实现热插拔功能；第二锁死/脱扣机构2实现逆变模组接入/脱离高压电网；第三锁死/脱扣机构3实现逆变模组接入/脱离三相交流电网；过压保护VZ实现逆变器电压处于合理安全工作范围；电压平衡电容C及软启动控制ss_ctl主要实现以下功能：①在逆变模组插入高压电网时，软启动控制ss_ctl限制平衡电容C的充电电流，避免过大的尖峰电流导致故障；②在逆变器热拔出时，平衡电容C在保证模组其他逆变器不断电的情况下，还能实现电压的平衡调节；同步信号线及插座J实现syn、输入均压参考及输出均流参考的传送；逆变器完成将直流电逆变为满足要求的三相交流电。
图3为逆变器原理图，主要包括：插头plug、三选一复用开关、无功功率平均电路、有功功率平均电路、同步电路、控制器、电压RMS测量、功率相位测量和逆变主电路。插头plug与插座J匹配，实现信号传送的物理连接；三选一复用开关用于控制syn、无功功率平均值及有功功率平均值的传送，受控制器发出的信号S2S1控制；无功功率平均电路用于获取所有逆变器无功功率的平均值；有功功率平均电路用于获取所有逆变器有功功率的平均值；同步电路用于产生系统的同步信号syn，实现所有逆变器输出交流电频率相同及相位预同步参考值；控制器是逆变器的核心部分，通过获取输出交流电压、输出交流相位、输出无功、无功功率平均值、输出有功、有功功率平均值和同步信号等信息，执行逆变控制算法求出逆变主电路6个开关管的占空比d1～d6；电压RMS测量用于测量输出三相交流电压的有效值；功率相位测量用于测量输出三相交流电的相位，有功功率和无功功率；逆变主电路主要包含6个功率管，接收控制器的占空比信号d1～d6实现将直流电逆变为三相交流电。
图4所示为逆变器控制算法原理图，主要包含：幅值算法、相位算法和SVPWM调制算法组成。
幅值算法确定SVPWM调制向量的模U*，从而调节三相交流电的有效值，主要包括：PI算法和无功补偿算法。PI算法实现逆变器输出交流电压跟踪参考电压
Figure BDA0002911191660000063
无功补偿算法用于实现逆变器无功功率的均衡控制。由于逆变器模块自身输出阻抗及并网线路上阻抗的差异，导致逆变器输出无功存在差异，进而引起环路及负荷不均衡。参考万晓凤等发表的“低电压逆变器并联改进下垂控制技术”论文和吕艳玲等发表的“基于虚拟同步发电机的多逆变器并联改进控制策略”论文，有以下数学关系：
Figure BDA0002911191660000061
其中：Qkj为无功功率；UL为输出交流母线电压；Ukj为逆变器输出端交流电压；Xkj为逆变器等效输出感抗及连接导线感抗；
由于每个逆变器等效输出感抗和线路感抗存在差异，即便所以逆变器输出交流电压、频率和相位完全一致，无功功率Qkj也存在差异。通过分析(1)可知，在高压系统中，无功功率Qkj与输出电压幅值相关。合理假定UL保持不变，对(1)进行差分处理，得到：
Figure BDA0002911191660000062
由于逆变器要实现无功功率均衡控制，所以Qkj在Qavg附近变化，则有：
ΔQkj＝Qavg-Qkj (3)
其中：Qavg为所有逆变器无功功率的平均值；
由(2)和(3)可知，通过设计无功补偿算法调控
Figure BDA0002911191660000071
即可实现稳定输出交流母线电压和无功功率的均衡控制。
相位算法确定SVPWM调制向量的相角θ*，从而调节三相交流电的相位，主要包括：预同步相位计算、PI算法和有功补偿算法。预同步相位计算用于计算出参数完全一致情况下逆变器的同步相位
Figure BDA0002911191660000072
PI算法实现逆变器输出交流电相位跟踪参考相位
Figure BDA0002911191660000073
有功补偿算法用于实现逆变器有功功率的均衡控制。预同步相位计算原理为：步骤首先，计算逆变控制算法时间间隔对应的相位增量2πfsinTp，Tp为执行周期。然后，判断Syn↑是否出现，如果是，清零θ[k-1]；否则，更新θ[k-1]＝θ[k]。接下来，执行θ[k]＝θ[k-1]+2πfsinTp。最后，对θ[k]执行求余运算得到
Figure BDA0002911191660000074
确保
Figure BDA0002911191660000075
在2π以内。PI算法实现逆变器输出交流电相位跟踪参考相位
Figure BDA0002911191660000076
有功补偿算法用于实现逆变器有功功率的均衡控制。由于逆变器模块自身输出阻抗及并网线路上阻抗的差异，导致逆变器输出有功存在差异，进而引起环路及负荷不均衡。参考万晓凤等发表的“低电压逆变器并联改进下垂控制技术”论文和吕艳玲等发表的“基于虚拟同步发电机的多逆变器并联改进控制策略”论文，有以下数学关系：
Figure BDA0002911191660000077
其中：Pkj为有功功率；θkj为逆变器输出端交流电的相位；
通过分析(4)可知，有功功率Pkj与输出相位θkj相关，合理假定UL保持不变，对(4)进行差分处理，得到：
Figure BDA0002911191660000081
因逆变器输出交流电压有PI算法进行稳压，所以ΔUkj变化很小，并且Ukj＞＞θkj，所以(5)可近似为：
Figure BDA0002911191660000082
其中：Uref为输出电压设定参考值。
同理，逆变器要实现有功功率均衡控制，所以Pkj在Pavg附近变化，则有：
ΔPkj＝Pavg-Pkj (7)
由(6)和(7)可知，通过设计有功补偿算法调控
Figure BDA0002911191660000083
即可实现相位控制和有功功率的均衡。
SVPWM调制算法根据计算出的U*和θ*，按照空间矢量的平行四边形法则，分解为相邻两个有效工作矢量和零矢量。根据分解后的基本矢量和零矢量的值以及死区时间，计算6个开关管的占空比d1～d6；
图5所示为复用开关控制模块及控制逻辑时序图。下面就时序图来说明复用开关的工作原理：①在Syn↓之前，定时控制逻辑不使能，S2S1为00，复用开关处于CH0；②Syn↓出现时刻定义为t0时刻，定时控制逻辑控制位str为高，开始定时，S2S1保持为00，一直持续到t1时刻；③t1时刻，S2S1翻转为01，复用开关投切到CH1，有功功率平均电路工作；④t2时刻，经过一段时间工作之后，平均值趋于稳定，控制器可对Pavg进行采样；⑤t3时刻，S2S1翻转为10，复用开关投切到CH2，无功功率平均电路工作；⑥t4时刻，经过一段时间工作之后，平均值趋于稳定，控制器可对Qavg进行采样；⑦t5时刻，定时控制逻辑控制位str为低，停止定时并将S2S1复位到00，并重复①。
图6为同步信号生成原理图，包括：上电延时电路、PWM模块、D触发器U1、D触发器U2、三态门G1、与门G2、定时器和同步信号Syn的接线端子J。上电延时实现电路在上电之后延时Td，Td必须满足：Td>Ts。其中，Ts为PWM信号的周期。为便于实现，令Td＝KTs(K为大于1的正整数)。PWM模块的输出信号PWM与所述三态门G1的输入端连接，其输出溢出脉冲信号OV(t)与所述G2的一个输入连接，PRD和CMP分别为PWM信号周期和占空比设定端口，满足：
Figure BDA0002911191660000091
和Tc＝0.5Ts。G2、D1、D2和定时器组成一个三态门控制电路，控制三态门G1开通，实现最早出现溢出信号的同步电路G1开通，非最早完成上电过程的三态门G1锁死，从此产生唯一个PWM信号作为同步信号Syn。
默认初始状态时，所有触发器的输出Q为低电平，
Figure BDA0002911191660000092
为高电平，定时器输出CLR(t)为高电平。同步电路工作原理为：由于每个电路的上电时间先后差异，导致n个PWM中断溢出信号OV(t)出现时间不同，OV(t)出现最早的同步电路的G2输出产生上升沿，触发U1翻转，三态门G1开通，PWM信号输出到接口端子J，Syn信号出现。一旦Syn出现，主要实现两个功能：其一，所有同步电路的U2被触发，
Figure BDA0002911191660000101
翻转为0，所有G2输出为零，U1不会翻转，保证其他非OV(t)出现最早的同步电路的三态门G1锁死；其二，将定时器的定时值清零。该电路能自动竞争出有且唯一的同步信号Syn，满足：fsyn＝fsin/M。其中：M为不小于1的正整数，fsin为三相交流电的频率。
在系统已经存在Syn的情况下，如果插入新的逆变模块进入系统时，在Td时间内必然会出现Syn信号，新插入的逆变模块其同步电路的三态门G1锁死，不影响现有的Syn信号。
在系统已经存在Syn的情况下，如果从系统中拔出逆变模块，则存在以下两种不同情况：一、拔出的模块不产生Syn信号，对系统的Syn信号不产生影响；二、拔出的是产生Syn信号，则系统中Syn信号丢失。当Syn丢失时间超过定时器设定时间，也就是定时器在设定的时间内没有被复位，则CLR(t)产生一个很短时间的低电平信号，复位U1和U2，锁死G1和开放G2，允许所有同步信号生成电路再次竞争出新的Syn信号。当Syn丢失时间没有超过丢失定时模块的设定时间时，一定会出现Syn↑。只要出现Syn↑，Syn丢失定时模块的定时计数器被清零，CLR(t)保持为高电平，U1和U2不被复位，系统正常工作。
综上所述，本发明提供的一种直流高压逆变系统具有结构简单，成本低和实用性好等特点。
实施例不应视为对本发明的限制，任何基于本发明的精神所作的改进，都应在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种高压逆变系统，其特征在于，将多个逆变器模组直接连接于直流高压母线上，采用并联输出拓扑结构；所述逆变器模组包括第一锁死/脱扣机构、第二锁死/脱扣机构、第三锁死/脱扣机构、过压保护VZ、电压平衡电容C、软启动控制器、同步信号线、插座和逆变器；第一锁死/脱扣机构实现逆变器接入高压电网或脱离三相交流电网，实现热插拔功能；第二锁死/脱扣机构实现逆变模组接入/脱离高压电网；第三锁死/脱扣机构实现逆变模组接入/脱离三相交流电网；过压保护VZ实现逆变器电压处于合理安全工作范围，过压保护VZ上并联设置相互串联的电压平衡电容C和软启动控制器；同步信号线与逆变器上的插座连通，用于实现同步信号syn、输入均压参考及输出均流参考的传送；
所述逆变器包括插头plug、三选一复用开关、无功功率平均电路、有功功率平均电路、同步电路、控制器、电压RMS测量单元、功率相位测量单元和逆变主电路；插头plug与插座匹配，实现信号传送的物理连接；三选一复用开关用于控制同步信号syn、无功功率平均值及有功功率平均值的传送，且受控制器发出的信号控制；无功功率平均电路用于获取所有逆变器无功功率的平均值；有功功率平均电路用于获取所有逆变器有功功率的平均值；同步电路用于产生系统的同步信号syn，实现所有逆变器输出交流电频率相同及相位预同步参考值；控制器通过获取输出交流电压、输出交流相位、输出无功、无功功率平均值、输出有功、有功功率平均值和同步信号信息，执行逆变控制算法求出逆变主电路6个开关管的占空比d1～d6；电压RMS测量单元用于测量输出三相交流电压的有效值；功率相位测量单元用于测量输出三相交流电的相位，有功功率和无功功率；逆变主电路接收控制器的占空比信号d1～d6实现将直流电逆变为三相交流电。
2.根据权利要求1所述的高压逆变系统，其特征在于，所述的同步电路包括上电延时电路、PWM模块、D触发器U1、D触发器U2、三态门G1、与门G2、定时器和同步信号syn的接线端子J；
上电延时实现电路在上电之后延时Td，Td满足：Td>Ts；其中，Ts为PWM信号的周期；PWM模块的输出信号PWM与所述三态门G1的输入端连接，其输出溢出脉冲信号OV(t)与所述G2的一个输入连接，PRD和CMP分别为PWM信号周期和占空比设定端口，满足：
Figure FDA0003597473660000021
和Tc＝0.5Ts；与门G2、D触发器U1、D触发器U2和定时器组成一个三态门控制电路，控制三态门G1开通，实现最早出现溢出信号的三态门G1开通，非最早完成上电过程的三态门G1锁死，从而产生唯一个PWM信号作为同步信号syn。
CN202110086893.6A 2021-01-22 2021-01-22 一种高压逆变系统 Active CN112909984B (zh)

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CN101488720A (zh) * 2008-10-24 2009-07-22 青岛经济技术开发区创统科技发展有限公司 大功率船舶岸电电源
CN102570806B (zh) * 2010-12-22 2015-01-28 泰商泰达电子公司 电源模块及其所适用的供电系统
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