CN114389469B - 功率变换器性能优化方法及系统 - Google Patents

功率变换器性能优化方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN114389469B
CN114389469B CN202111461739.9A CN202111461739A CN114389469B CN 114389469 B CN114389469 B CN 114389469B CN 202111461739 A CN202111461739 A CN 202111461739A CN 114389469 B CN114389469 B CN 114389469B
Authority
CN
China
Prior art keywords
inrush current
current
power
suppressor
intelligent
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.)
Active
Application number
CN202111461739.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN114389469A (zh
Inventor
乔福喜
王增强
张兴滨
李哲
赵梓邑
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.)
Thermal Power Generation Technology Research Institute of China Datang Corporation Science and Technology Research Institute Co Ltd
Original Assignee
Thermal Power Generation Technology Research Institute of China Datang Corporation Science and Technology Research Institute 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 Thermal Power Generation Technology Research Institute of China Datang Corporation Science and Technology Research Institute Co Ltd filed Critical Thermal Power Generation Technology Research Institute of China Datang Corporation Science and Technology Research Institute Co Ltd
Priority to CN202111461739.9A priority Critical patent/CN114389469B/zh
Publication of CN114389469A publication Critical patent/CN114389469A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN114389469B publication Critical patent/CN114389469B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection

Abstract

本发明涉及一种功率变换器性能优化方法及系统，该方法包括：使从PT和CT得到的机端二次电压和电流，先进到励磁涌流智能抑制器，在经过励磁涌流智能抑制器对机端二次电压和电流处理后再输入到传统的功率型变送器；其中，所述励磁涌流智能抑制器仅在检测到断路器有分合闸操作时动作。本发明以较小的成本对传统功率变送器进行优化，能够提升其应对在发电机的机端产生含有大量谐波的暂态涌流，导致传统模拟式功率变送器在暂态扰动时输出的功率信号产生无规则的过冲、放大、反向等畸变失真的问题。消除发机组功率振荡甚至跳机事件的发生，降低给整个电力系统安全稳定运行带来严重危害。

Description

功率变换器性能优化方法及系统
技术领域
本发明涉及发电机功率变送器技术领域，尤其涉及一种功率变换器性能优化方法及系统。
背景技术
由于传统的发电机功率变送器的固有特性，有以下不足：抗干扰能力差、暂态特性差，时间常数大、解决不了由于短路故障和涌流中的非周期分量，导致测量级电流互感器暂态特性饱和的问题等，当电网出现瞬时故障或者是区外故障时测量级CT饱和时，放大了故障信息，变送器输出值会发生严重畸变，导致输入给DEH的功率值严重失真，不能正确反映机组的功率值。目前已有电厂将模拟式变送器更换为具备抗干扰能力的数字式变送器，但价格较高。
传统的模拟功率变送器暂态特性较差，其原因是：传统模拟式功率变送器采用时分割乘法器来求交流电量的有功功率，如图1和图2所示，以A相为例，系统二次侧电压(100V)经变送器内部小PT(100V比1V)得到1V交流电压Ua，Ua通过运算放大器与内部1k Hz基准三角波作比较，得到脉冲宽度对应瞬时电压幅值的脉宽调制波Upa。Upa在电压正半周的最高点脉宽最宽，在电压负半周的最低点脉宽最窄。Upa的脉冲宽度控制模拟开关的导通时间并切割电流波形Ia。被Upa控制切割到的电流信号(切割宽度受电压瞬时值控制)经RC积分器求面积，就得到当时的有功功率值。三相功率就是三个时分割乘法器的输出信号相加后积分求面积，得到对应有效功率的直流电压值，并将这个代表有功功率的直流电压转换为4-20m A输出。
模拟功率变送器内部的小PT、小CT属于电感元件，在信号变换、传递过程中会产生移相，需要安装相位补偿电容。由于相位补偿电容和RC积分电路的共同作用，当线路发生暂态故障时变送器的功率输出将产生不符合实际功率变化曲线的失真、放大、反向等无规则的畸变信号，导致汽轮机功率-负荷不平衡保护误动作或调门动作紊乱引起机组功率剧烈波动甚至跳机、一次调频及AGC异常退出等事件的频繁发生，不利于电网的稳定运行。
电力变压器在空载合闸和区外故障后切除过程中由于其铁芯磁通饱和特性，在多组电力变压器并列运行方式下会产生和应涌流，可能产生高谐波、不平衡、高幅值的励磁涌流，可能会造成邻近电力系统中的控制、保护出现异常，甚至会导致并网的机组跳闸、并网的变压器因继电保护装置误动被切除，严重威胁电力系统安全稳定运行。
使用传统的模拟功率变送器的机组，在空充主变(全压冲击)时，会在发电机的机端产生含有大量谐波的暂态涌流，导致传统模拟式功率变送器在暂态扰动时输出的功率信号产生无规则的过冲、放大、反向等畸变失真，造成发电机功率控制系统调门误动或动作紊乱，引发机组功率振荡甚至跳机事件时有发生，给整个电力系统安全稳定运行带来严重危害。涌流引发机组震荡、跳机过程如图3所示。
发明内容
本发明的目的是提供一种功率变换器性能优化方法及系统，以较小的成本对传统功率变送器进行优化，提升其应对在发电机的机端产生含有大量谐波的暂态涌流，导致传统模拟式功率变送器在暂态扰动时输出的功率信号产生无规则的过冲、放大、反向等畸变失真的问题。消除发机组功率振荡甚至跳机事件的发生，降低给整个电力系统安全稳定运行带来严重危害。
本发明提供了一种功率变换器性能优化方法，使从PT和CT得到的机端二次电压和电流，先进到励磁涌流智能抑制器，在经过励磁涌流智能抑制器对机端二次电压和电流处理后再输入到传统的功率型变送器；其中，所述励磁涌流智能抑制器仅在检测到断路器有分合闸操作时动作；
所述励磁涌流智能抑制器的处理步骤包括：
步骤1，当所述励磁涌流智能抑制器收到分闸指令后，对转换后的二次电压和二次电流进行检测，获取在变压器断电时变压器剩磁的极性和电压电流分闸角度；
步骤2，当收到合闸指令后，所述励磁涌流智能抑制器根据上次分闸时获取的变压器剩磁极性和电压电流分闸角度以及获取的当前合闸角度和偏磁极性，计算机端中存在的涌流大小；
步骤3，所述励磁涌流智能抑制器对计算得到的涌流取反，同输入到功率变送器中存在的励磁涌流进行相合，抵消因功率变压器投运产生的励磁涌流，减少输入功率逆变器中的励磁涌流大小。
进一步地，所述步骤3包括：
通过所述励磁涌流智能抑制器内置的高次谐波滤波器，对二次电压电流中存在的高次谐波进行滤除。
本发明还提供了一种功率变换器性能优化系统，包括设于变换器与电压互感器TV和电流互感器TA之间的励磁涌流智能抑制器；
所述励磁涌流智能抑制器用于从PT和CT获取机端二次电压和电流，对机端二次电压和电流处理后再输入到传统的功率型变送器；所述励磁涌流智能抑制器仅在检测到断路器有分合闸操作时动作；
所述励磁涌流智能抑制器包括：
检测模块，用于在收到分闸指令后，对转换后的二次电压和二次电流进行检测，获取在变压器断电时变压器剩磁的极性和电压电流分闸角度；
计算模块，用于在收到合闸指令后，根据上次分闸时获取的变压器剩磁极性和电压电流分闸角度以及获取的当前合闸角度和偏磁极性，计算机端中存在的涌流大小；
处理模块，用于对计算得到的涌流取反，同输入到功率变送器中存在的励磁涌流进行相合，抵消因功率变压器投运产生的励磁涌流，减少输入功率逆变器中的励磁涌流大小。
进一步地，所述处理模块内置有用于滤除二次电压电流中存在的高次谐波的高次谐波滤波器。
借由上述方案，通过功率变换器性能优化方法及系统，以较小的成本对传统功率变送器进行优化，能够提升其应对在发电机的机端产生含有大量谐波的暂态涌流，导致传统模拟式功率变送器在暂态扰动时输出的功率信号产生无规则的过冲、放大、反向等畸变失真的问题。消除发机组功率振荡甚至跳机事件的发生，降低给整个电力系统安全稳定运行带来严重危害。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，并可依照说明书的内容予以实施，以下以本发明的较佳实施例并配合附图详细说明如后。
附图说明
图1是传统模拟式功率变送器采用时分割乘法器来求交流电量有功功率示意图一；
图2是传统模拟式功率变送器采用时分割乘法器来求交流电量有功功率示意图二；
图3是涌流引发机组震荡、跳机过程示意图；
图4是模拟式功率变送器基本原理框图；
图5是本发明对传统模拟式功率变送器的优化示意图；
图6是本发明励磁涌流智能抑制器的工作原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
传统功率逆变器接线方式下模拟式功率变送器基本原理框图如图4所示，一次转换器输出为与被测参量成函数关系的模拟量信号，传输系统为电缆，模拟信号经传输系统与二次仪表相连。
参图5所示，本实施例提供的传统功率变换器性能优化方法为：使从PT和CT得到的机端二次电压和电流，先进到励磁涌流智能抑制器，在经过励磁涌流智能抑制器对机端二次电压和电流处理后再输入到传统的功率型变送器；其中，励磁涌流智能抑制器仅在检测到断路器有分合闸操作时动作(励磁涌流智能抑制器在平常运行中不会动作，只有检测到断路器有分合闸操作时，才动作)。
励磁涌流智能抑制器的处理步骤包括：
步骤1，当所述励磁涌流智能抑制器收到分闸指令后，对转换后的二次电压和二次电流进行检测，获取在变压器断电时变压器剩磁的极性和电压电流分闸角度；
步骤2，当收到合闸指令后，所述励磁涌流智能抑制器根据上次分闸时获取的变压器剩磁极性和电压电流分闸角度以及获取的当前合闸角度和偏磁极性，计算机端中存在的涌流大小；
步骤3，所述励磁涌流智能抑制器对计算得到的涌流取反，同输入到功率变送器中存在的励磁涌流进行相合，抵消因功率变压器投运产生的励磁涌流，减少输入功率逆变器中的励磁涌流大小。通过所述励磁涌流智能抑制器内置的高次谐波滤波器，对二次电压电流中存在的高次谐波进行滤除。
通过该传统功率变换器性能优化方法，从机端PT和CT得到的机端二次电压和电流通过励磁涌流抑制器的处理后，输入到传统功率变送器中，能够解决传统模拟式功率变送器在暂态扰动时输出的功率信号产生无规则的过冲、放大、反向等畸变失真的问题。消除发机组功率振荡甚至跳机事件的发生，降低给整个电力系统安全稳定运行带来严重危害。
参图6所示，本实施例还提供了一种功率变换器性能优化系统，包括设于变换器与电压互感器TV和电流互感器TA之间的励磁涌流智能抑制器；
所述励磁涌流智能抑制器用于从PT和CT获取机端二次电压和电流，对机端二次电压和电流处理后再输入到传统的功率型变送器；所述励磁涌流智能抑制器仅在检测到断路器有分合闸操作时动作；
所述励磁涌流智能抑制器包括：
检测模块10，用于在收到分闸指令后，对转换后的二次电压和二次电流进行检测，获取在变压器断电时变压器剩磁的极性和电压电流分闸角度；
计算模块20，用于在收到合闸指令后，根据上次分闸时获取的变压器剩磁极性和电压电流分闸角度以及获取的当前合闸角度和偏磁极性，计算机端中存在的涌流大小；
处理模块30，用于对计算得到的涌流取反，同输入到功率变送器中存在的励磁涌流进行相合，抵消因功率变压器投运产生的励磁涌流，减少输入功率逆变器中的励磁涌流大小。处理模块30内置有用于滤除二次电压电流中存在的高次谐波的高次谐波滤波器。
通过该传统功率变换器性能优化系统，从机端PT和CT得到的机端二次电压和电流通过励磁涌流抑制器的处理后，输入到传统功率变送器中，能够解决传统模拟式功率变送器在暂态扰动时输出的功率信号产生无规则的过冲、放大、反向等畸变失真的问题。消除发机组功率振荡甚至跳机事件的发生，降低给整个电力系统安全稳定运行带来严重危害。
在其它示例中，励磁涌流智能抑制器微机型变送装置通常采用32位高速微处理器，采样板、模拟量输出板、电源模块等性能可靠。装置带有大容量RAM，使用串行EEPROM存放定值。装置采用全密封嵌入式机箱，模件后插结构。在软件设计上，各模块完全分开，且功能不依赖通讯网，通讯故障不影响装置正常运行，使用了安全可靠的现场控制总线技术(双RS485，传输速率为19.2kbps，以太网传输速率为10M/100Mbps)，通讯协议为MODBUS-RTU，软、硬件冗余设计，完善的软、硬件自检，二级看门狗，抗干扰性能强。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，并不用于限制本发明，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些改进和变型也应视为本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种功率变换器性能优化方法，其特征在于，使从PT和CT得到的机端二次电压和电流，先进到励磁涌流智能抑制器，在经过励磁涌流智能抑制器对机端二次电压和电流处理后再输入到传统的功率型变送器；其中，所述励磁涌流智能抑制器仅在检测到断路器有分合闸操作时动作；
所述励磁涌流智能抑制器的处理步骤包括：
步骤1，当所述励磁涌流智能抑制器收到分闸指令后，对转换后的二次电压和二次电流进行检测，获取在变压器断电时变压器剩磁的极性和电压电流分闸角度；
步骤2，当收到合闸指令后，所述励磁涌流智能抑制器根据上次分闸时获取的变压器剩磁极性和电压电流分闸角度以及获取的当前合闸角度和偏磁极性，计算机端中存在的涌流大小；
步骤3，所述励磁涌流智能抑制器对计算得到的涌流取反，同输入到功率变送器中存在的励磁涌流进行相合，抵消因功率变压器投运产生的励磁涌流，减少输入功率逆变器中的励磁涌流大小。
2.根据权利要求1所述的功率变换器性能优化方法，其特征在于，所述步骤3包括：
通过所述励磁涌流智能抑制器内置的高次谐波滤波器，对二次电压电流中存在的高次谐波进行滤除。
3.一种功率变换器性能优化系统，其特征在于，包括设于变换器与电压互感器TV和电流互感器TA之间的励磁涌流智能抑制器；
所述励磁涌流智能抑制器用于从PT和CT获取机端二次电压和电流，对机端二次电压和电流处理后再输入到传统的功率型变送器；所述励磁涌流智能抑制器仅在检测到断路器有分合闸操作时动作；
所述励磁涌流智能抑制器包括：
检测模块，用于在收到分闸指令后，对转换后的二次电压和二次电流进行检测，获取在变压器断电时变压器剩磁的极性和电压电流分闸角度；
计算模块，用于在收到合闸指令后，根据上次分闸时获取的变压器剩磁极性和电压电流分闸角度以及获取的当前合闸角度和偏磁极性，计算机端中存在的涌流大小；
处理模块，用于对计算得到的涌流取反，同输入到功率变送器中存在的励磁涌流进行相合，抵消因功率变压器投运产生的励磁涌流，减少输入功率逆变器中的励磁涌流大小。
4.根据权利要求3所述的功率变换器性能优化系统，其特征在于，所述处理模块内置有用于滤除二次电压电流中存在的高次谐波的高次谐波滤波器。
CN202111461739.9A 2021-12-02 2021-12-02 功率变换器性能优化方法及系统 Active CN114389469B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111461739.9A CN114389469B (zh) 2021-12-02 2021-12-02 功率变换器性能优化方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111461739.9A CN114389469B (zh) 2021-12-02 2021-12-02 功率变换器性能优化方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN114389469A CN114389469A (zh) 2022-04-22
CN114389469B true CN114389469B (zh) 2022-11-04

Family

ID=81196019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111461739.9A Active CN114389469B (zh) 2021-12-02 2021-12-02 功率变换器性能优化方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN114389469B (zh)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105226610A (zh) * 2015-10-26 2016-01-06 三峡大学 一种变压器合闸励磁涌流消除器
CN107968389A (zh) * 2017-12-27 2018-04-27 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院 一种基于剩磁估算的变压器励磁涌流抑制装置及抑制方法
CN109245047A (zh) * 2018-10-23 2019-01-18 国家电网公司 一种110kV变压器励磁涌流抑制装置及抑制方法
CN112564039A (zh) * 2020-11-25 2021-03-26 神华福能发电有限责任公司 一种自适应变压器涌流抑制方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6099896B2 (ja) * 2012-07-19 2017-03-22 株式会社東芝 励磁突入電流抑制装置及びその抑制方法
FR3034926A1 (fr) * 2015-04-07 2016-10-14 St Microelectronics Tours Sas Convertisseur de puissance a limitation du courant d'appel
US10811185B2 (en) * 2018-09-13 2020-10-20 Analog Devices Global Unlimited Company Saturation prevention of current transformer

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105226610A (zh) * 2015-10-26 2016-01-06 三峡大学 一种变压器合闸励磁涌流消除器
CN107968389A (zh) * 2017-12-27 2018-04-27 国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院 一种基于剩磁估算的变压器励磁涌流抑制装置及抑制方法
CN109245047A (zh) * 2018-10-23 2019-01-18 国家电网公司 一种110kV变压器励磁涌流抑制装置及抑制方法
CN112564039A (zh) * 2020-11-25 2021-03-26 神华福能发电有限责任公司 一种自适应变压器涌流抑制方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
A simulation calculation method for suppressing the magnetizing inrush current in the setting of the overcurrent protection of the connecting transformer in the hydropower station;Jian Yang等;《2020 5th International Conference on Mechanical, Control and Computer Engineering (ICMCCE)》;20210513;第197-202页 *
抑制直流偏磁导致的互感器饱和的直流补偿法;李江峡等;《科学技术与工程》;20210328;第21卷(第9期);第3618-3625页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN114389469A (zh) 2022-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN108649532B (zh) 一种注入式变压器线路缺相保护方法及装置
WO2021000682A1 (zh) 一种基于特定频率的母线电压正反馈的直流孤岛检测方法
CN102135561B (zh) 一种中性点非有效接地系统零序电流测量装置及方法
CN111740383B (zh) 一种消除发电机组协调控制中涌流影响的方法
CN114389469B (zh) 功率变换器性能优化方法及系统
CN204304441U (zh) 一种无功功率动态补偿系统
CN103647282A (zh) 一种双馈风力发电机组低次谐波电流抑制方法
CN212586455U (zh) 电力消弧线圈控制器测试装置
CN101876689A (zh) 大型发电机组监测系统
CN204886186U (zh) 基于谐波抑制和无功补偿的混合控制系统
CN112428864A (zh) 智能识别电网质量并自适应的控制方法及车载obc功率传输架构
KR200260814Y1 (ko) 전력설비의 콘덴서 뱅크 열화진단장치
CN205355824U (zh) 一种用于微电网发电系统的孤岛检测电路
CN111355218B (zh) 一种发电机低频启动过程保护方法及装置
WO2021098418A1 (zh) 一种具备高电压穿越功能的风电机组孤岛切出方法及装置
CN111555301B (zh) 智能有源滤波器及无功电力移相器
CN210442494U (zh) 一种谐波方向型高压电网选择性漏电检测系统
CN113471973A (zh) 线路谐波控制系统
CN112165098A (zh) 一种基于风机并网逆变器虚拟电阻对谐波分量进行控制方法及系统
CN207021688U (zh) 一种具有故障电弧检测功能的有源电力滤波器
CN110323776A (zh) 基于sc的lcc-hvdc受端直流系统前馈控制方法、系统及介质
CN114114088B (zh) 核电辅助变压器高压侧断相判别方法及装置
CN210152829U (zh) 一种用于提高汽轮机超速保护的电路
CN214379294U (zh) 电能优化控制开关柜
CN103901285A (zh) 一种级联型高压变频器功率单元输入缺相的检测方法

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