CN116529973A - 供电系统以及变流方法 - Google Patents

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CN116529973A CN202180007321.2A CN202180007321A CN116529973A CN 116529973 A CN116529973 A CN 116529973A CN 202180007321 A CN202180007321 A CN 202180007321A CN 116529973 A CN116529973 A CN 116529973A
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邵章平
辛凯
王琮元
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Abstract

本申请提供了一种供电系统以及变流方法,该供电系统包括发电装置、变流电路和驱动控制电路;驱动控制电路可用于在电网故障时,基于前次低电压穿越的时长控制变流电路将向电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流,以提高变流电路的输出端的电压值。这里,前次低电压穿越为距离当前最近的一次低电压穿越。采用本申请,系统可以基于前次电压穿越的时长控制变流电路将向电网输出的电流,减少电路震荡,结构简单,控制方法简便,安全性高。

Description

供电系统以及变流方法 技术领域
本申请涉及电子电力技术领域,尤其涉及一种供电系统以及变流方法。
背景技术
供电系统通常有光伏发电的供电系统,也有风能发电的供电系统等等,不同类型的供电系统发电装置的类型不相同。目前,在各类型的供电系统中,供电系统的发电装置通常会通过变流器与电网连接,在电网出现故障导致供电系统中变流器输出端的电压发生改变时,供电系统中的变流器可以调整变流器输出端的电流,以调节变流器传输给电网的电压以维持电网工作。例如,当电网发生对地感性的短路导致变流器输出端传输给电网的电压降低时,变流器可以进行低电压穿越(也即,变流器可以增加输出的无功电流以提高/降低变流器输出端的电压),进而保证变流器输出端传输给电网足够的电压以维持电网运行。然而,在这样的供电系统中,如果连接的电网电阻较大,那么在电网出现故障时,由于电网的电阻较大,增大变流器输出的无功电流会显著地提升变流器输出端传输给电网的电压,这使得变流器会在电网故障排除之前停止(或减小)输出无功电流,导致变流器输出端传输给电网的电压再次降低,进而导致变流器反复输出(或增大)和停止(或减小)输出无功电流,供电系统稳定性差,安全性低。在一些供电系统中,供电系统可以根据电网阻抗的大小确定变流器在进行低电压穿越时的无功电流大小,但由于不同位置(例如,不同并网点)的电网阻抗会存在较大的差异,这种方法需要实时获取各个并网点电网的阻抗再进行计算,操作繁琐,检测精度低,成本高。
发明内容
本申请提供了一种供电系统以及变流方法,可以基于前次电压穿越的时长控制变流电路将向电网输出的电流,减少电路震荡,结构简单,控制方法简便,安全性高。
第一方面,本申请提供了一种供电系统,该供电系统包括发电装置、变流电路和驱动控制电路。这里,发电装置可以连接变流电路的输入端,变流电路的输出端可以连接电网,驱动控制电路可以与变流电路相连。这里的驱动控制电路可用于在电网故障时,基于前次低电压穿越的时长控制变流电路将向电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流,以提高变流电路的输出端的电压值。这里,前次低电压穿越为距离当前最近的一次低电压穿越。可以理解,在供电系统向电网传输电能时,电网可能发生某些故障(例如,部分电网(比如部分传输线或其他元件)发生对地感性的短路)导致变流电路的输出端的电压下降,当变流电路的输出端的电压值降低到低于一定阈值,变流电路可以增加输出的无功电流(例如,向电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流),以提升变流电路的输出端的电压值到可以维持电网工作的电压值,这个过程可以被称为低电压穿越过程。此时,驱动控制电路可以基于前次低电压穿越的时长(也即,供电系统在当前时刻的前一次进行低电压穿越的时长)控制变流电路将向电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流,以提高变流电路的输出端的电压值。这里,前次低电压穿越为距离当前最近的一次低电压穿越。供电系统可以基于前次低电压穿越的时长控制变流电路将向电网输出的电流,减少电路震荡,结构简单,控制方法简便,安全性高。
结合第一方面,在第一种可能的实施方式中,驱动控制电路还可用于在电网故障且前次低电压穿越的时长大于或等于低电压穿越时间阈值时,控制变流电路将向电网输出电流值由第一工作电流值提升至第一低电压穿越电流值的电流,以提高变流电路的输出端的电压值。可以理解,如果在当前时刻电网发生故障,且供电系统在当前时刻的前一次进行低电压穿越的时长大于或等于一定阈值(例如,低电压穿越时间阈值),驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第一低电压穿越电流值的电流,从而使得系统可以进行稳定的低电压穿越。这里,第一低电压穿越电流值可以是系统提前或实时获取到的电流值,也可以是系统根据当前系统参数(例如,变流电路的输出端的工作电压、变流电路的输出端的工作电流、变流电路的输出端的额定电压、变流电路的输出端的额定电流等)计算得到的电流值,也可以是用户或制造商提前定义或实时定义的电流值,也可以是基于上一次低电压穿越时变流电路的输出端的电流值确定的电流值。可以理解,在前次低电压穿越的过程中,驱动控制电路控制变流电路输出的无功电流的大小与电网的阻抗可能是匹配的,防止了变流电路的输出端的电压上升到过高的水平,系统不会因误判停止进行低电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新回落(例如,回落到标志电网故障的电压),如果前次低电压穿越时长大于或等于一定阈值(例如,低电压穿越时间阈值),可以认为前次低电压穿越比较稳定。换句话说,在本次低电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第一低电压穿越电流值的电流,从而使得供电系统进行低电压穿越。可以理解,此时变流电路输出的无功电流的大小与电网的阻抗比较匹配,这不会使得变流电路的输出端的电压上升到过高的水平,也防止系统因误判停止进行低电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新回落。也就是说,在本次低电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第一低电压穿越电流值的电流,可以使得供电系统进行稳定的低电压穿越,减少电路震荡,结构简单,控制方法简便,响应及时,安全性高,工作效率高。
结合第一方面第一种可能的实施方式,在第二种可能的实施方式中,驱动控制电路还可用于在电网故障且前次低电压穿越的时长小于低电压穿越时间阈值时,控制变流电路将向电网输出电流值由第一工作电流值提升至第二低电压穿越电流值的电流,以提高变流电路的输出端的电压值。这里,第二低电压穿越电流值小于第一低电压穿越电流值。可以理解,如果在当前时刻电网发生故障,且供电系统在当前时刻的前一次进行低电压穿越的时长小于一定阈值(例如,低电压穿越时间阈值),驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第二低电压穿越电流值的电流,从而使得系统可以进行稳定的低电压穿越。这里,第二低电压穿越电流值小于第一低电压穿越电流值。这里,第二低电压穿越电流值可以是系统提前或实时获取到的小于第一低电压穿越电流值的电流值,也可以是系统根据当前参数(例如,变流电路的输出端的工作电压、变流电路的输出端的工作电流、变流电路的输出端的额定电压、变流电路的输出端的额定电流等)计算得到或获取到的小于第一低电压穿越电流值的电流值,也可以是用户或制造商提前定义或实时定义的小于第一低电压穿越电流值的电流值,也可以是基于上一次低电压穿越时变流电路的输出端的电流值确定的小于第一低电压穿越电流值的电流值。可以理解,在前次低电压穿越的过程中,驱动控制电路控制变流电路输出的无功电流的大小与电网的阻抗可能是不匹配的,这可能使得变流电路的输出端的电压上升到过高的水平,进而导致系统因误判停止进行低电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新回落(例如,回落到标志电网故障的电压),最终导致前次低电压穿越时长小于一定阈值(例如,低电压穿越时间阈值)。换句话说,在本次低电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第二低电压穿越电流值的电流,从而使得供电系统进行稳定的低电压穿越。进一步可以理 解,此时变流电路输出的无功电流的大小(例如,第二低电压穿越电流值)与电网的阻抗比较匹配,这不会使得变流电路的输出端的电压上升到过高的水平,也防止系统因误判停止进行低电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新回落。也就是说,在本次低电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第二低电压穿越电流值的电流,可以使得供电系统进行稳定的低电压穿越,减少电路震荡,结构简单,控制方法简便,响应及时,安全性高,工作效率高。
结合第一方面至第一方面第二种可能的实施方式中的任一种,在第三种可能的实施方式中,变流电路可用于在检测到变流电路的输出端的电压值由第一工作电压值降低至第二工作电压值,且第二工作电压值小于第一触发电压值时,判断电网故障。可以理解,在供电系统向电网传输电能时,电网可能发生某些故障(例如,部分电网(比如部分传输线或其他元件)发生对地感性的短路)导致变流电路的输出端的电压下降,当变流电路的输出端的电压值降低到低于一定阈值(例如,变流电路的输出端的电压值由第一工作电压值降低至第二工作电压值,且第二工作电压值小于第一触发电压值时),系统可以判断电网出现故障,进而进行相应的调整(例如,进行低电压穿越),从而维持电网工作,这种故障判断方法较为简便、迅速,响应及时,工作效率高,也提高了系统的安全性。
结合第一方面至第一方面第三种可能的实施方式中任一种,在第四种可能的实施方式中,驱动控制电路还可用于在变流电路向电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流的过程中,检测到变流电路的输出端的电压值上升至第三工作电压值,且第三工作电压值大于或等于第一恢复电压值时,获得变流电路向电网输出低电压穿越电流的时长作为本次低电压穿越的时长。这里,低电压穿越电流的电流值包括第一低电压穿越电流值或第二低电压穿越电流值,第一恢复电压值大于或等于第一触发电压值。可以理解,在进行低电压穿越的过程中,如果电网中的故障排除(例如,故障处被修复或故障区域电网被切断),变流电路的输出端的电压值会进一步上升,当变流电路的输出端的电压值提升到高于一定阈值(例如,第一恢复电压值)时,驱动控制电路可以获得变流电路向电网输出低电压穿越电流的时长(或者说,系统进行低电压穿越的时长)作为本次低电压穿越的时长。这里,本次低电压穿越的时长可以由驱动控制电路记录并获取,也可以由供电系统中的其他具有计时功能的元件记录并传输给驱动控制电路。在本申请中,供电系统获得低电压穿越的时长的方法简便、灵活、而且准确,提高了系统的响应速度和适用性。
结合第一方面至第一方面第四种可能的实施方式中任一种,在第五种可能的实施方式中,驱动控制电路还可用于在变流电路向电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流的过程中,检测到变流电路的输出端的电压值上升至第三工作电压值,且第三工作电压值大于或等于第一恢复电压值时,控制变流电路将向电网输出电流值调整为第二工作电流值的电流。这里,低电压穿越电流的电流值包括第一低电压穿越电流值或第二低电压穿越电流值,第一恢复电压值大于或等于第一触发电压值,第二工作电流值小于低电压穿越电流的电流值中最小的低电压穿越电流的电流值。可以理解,在进行低电压穿越的过程中,如果电网中的故障排除(例如,故障处被修复或故障区域电网被切断),变流电路的输出端的电压值会进一步上升,当变流电路的输出端的电压值提升到高于一定阈值(例如,第一恢复电压值)时,变流电路可以减少输出的无功电流,以将变流电路的输出端的电压值恢复到故障前变流电路的输出端的电压值(例如,第一工作电压值)或者将变流电路的输出端的电压值调整到适合电网工作的电压值。也就是说,在变流电路向电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流的过程中,当检测到变流电路的输出端的电压值上升至第三 工作电压值,且第三工作电压值大于或等于第一恢复电压值时,驱动控制电路可以控制变流电路向电网输出大小为第二工作电流值的电流。这里,第二工作电流值可以等于第一工作电流值。由此,驱动控制电路可以及时控制变流电路调整变流电路的输出端的电流,避免了变流电路长时间输出穿越电流而发热,控制方法简便、及时且灵活,提高了系统的响应速度、适用性和安全性。
结合第一方面至第一方面第五种可能的实施方式中任一种,在第六种可能的实施方式中,驱动控制电路还可用于基于第一工作电流值、第一工作电压值和第二工作电压值获得第一低电压穿越电流值。这里,第一低电压穿越电流值满足:
其中,Iq1为第一低电压穿越电流值,Is1为第一工作电流值,Us1为第一工作电压值,Us2为第二工作电压值,K为穿越电流调节系数,In为变流电路的输出端的额定电流值,Un为变流电路的输出端的额定电压值。这里,系统可以在第一工作电流值的基础上,根据第一工作电压值与第二工作电压值的差值和变流电路的输出端的额定电压的比例,再结合穿越电流调节系数和变流电路的输出端的额定电流值确定第一低电压穿越电流值,计算方法简便且灵活,提高了系统的响应速度、精确度和适用性。
结合第一方面至第一方面第五种可能的实施方式中任一种,在第七种可能的实施方式中,驱动控制电路还可用于基于第一工作电流值、第一触发电压值和第二工作电压值获得第一低电压穿越电流值。这里,第一低电压穿越电流值满足:
其中,Iq1为第一低电压穿越电流值,Is1为第一工作电流值,Ul为第一触发电压值,Us2为第二工作电压值,K为穿越电流调节系数,In为变流电路的输出端的额定电流值,Un为变流电路的输出端的额定电压值。这里,系统可以在第一工作电流值的基础上,根据第一触发电压值与第二工作电压值的差值和变流电路的输出端的额定电压的比例,再结合穿越电流调节系数和变流电路的输出端的额定电流值确定第一低电压穿越电流值,计算方法简便、多样且灵活,提高了系统的响应速度、精确度和适用性。
结合第一方面至第一方面第七种可能的实施方式中任一种,在第八种可能的实施方式中,驱动控制电路还可用于在电网故障时,基于前次高电压穿越的时长控制变流电路向电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流,以降低变流电路的输出端的电压值。这里,前次高电压穿越为距离当前最近的一次高电压穿越。可以理解,在供电系统向电网传输电能时,电网可能发生某些故障(例如,部分电网(比如部分传输线或其他元件)发生对地容性的短路)导致变流电路的输出端的电压上升,当变流电路的输出端的电压值升高到高于一定阈值,变流电路可以减少输出的无功电流(例如,向电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流),以降低变流电路的输出端的电压值到可以维持电网工作的电压值,这个过程可以被称为高电压穿越过程。此时,驱动控制电路可以基于前次高电压穿越的时长(也即,供电系统在当前时刻的前一次进行高电压穿越的时长)控制变流电路将向电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流,以降低变流电路的输出端的电压值。这里,前次高电压穿越为距离当前最近的一次高电压穿越。供电系统可以基于前次高电压穿越的时长控制变流电路将向电网输出的电流,减少电路震荡,结构简单,控制方法简便,安全性高。
结合第一方面第八种可能的实施方式,在第九种可能的实施方式中,驱动控制电路还可用于在电网故障且前次高电压穿越的时长大于或等于高电压穿越时间阈值时,控制变流电路将向电网输出电流值由第三工作电流值降低至第一高电压穿越电流值的电流,以降低变流电路的输出端的电压值。可以理解,如果在当前时刻电网发生故障,且供电系统在当前时刻的前一次进行高电压穿越的时长大于或等于一定阈值(例如,高电压穿越时间阈值),驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第一高电压穿越电流值的电流,从而使得系统可以进行稳定的高电压穿越。这里,第一高电压穿越电流值可以是系统提前或实时获取到的电流值,也可以是系统根据当前参数(例如,变流电路的输出端的工作电压、变流电路的输出端的工作电流、变流电路的输出端的额定电压、变流电路的输出端的额定电流等)计算得到的电流值,也可以是用户或制造商提前定义或实时定义的电流值,也可以是基于上一次高电压穿越时变流电路的输出端的电流值确定的电流值。可以理解,在前次高电压穿越的过程中,驱动控制电路控制变流电路输出的无功电流的大小与电网的阻抗可能是匹配的,防止了变流电路的输出端的电压下降到过低的水平,系统不会因误判停止进行高电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新升高(例如,升高到标志电网故障的电压),如果前次高电压穿越时长大于或等于一定阈值(例如,高电压穿越时间阈值),可以认为前次高电压穿越比较稳定。换句话说,在本次高电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第一高电压穿越电流值的电流,从而使得供电系统进行高电压穿越。可以理解,此时变流电路输出的无功电流的大小与电网的阻抗比较匹配,这不会使得变流电路的输出端的电压下降到过低的水平,也防止系统因误判停止进行高电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新升高。也就是说,在本次高电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第一高电压穿越电流值的电流,可以使得供电系统进行稳定的高电压穿越,减少电路震荡,结构简单,控制方法简便,响应及时,安全性高,工作效率高。
结合第一方面第九种可能的实施方式,在第十种可能的实施方式中,驱动控制电路还可用于在电网故障且前次高电压穿越的时长小于高电压穿越时间阈值时,控制变流电路将向电网输出电流值由第三工作电流值降低至第二高电压穿越电流值的电流,以降低变流电路的输出端的电压值。这里,第二高电压穿越电流值大于第一高电压穿越电流值。可以理解,如果在当前时刻电网发生故障,且供电系统在当前时刻的前一次进行高电压穿越的时长小于一定阈值(例如,高电压穿越时间阈值),驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第二高电压穿越电流值的电流,从而使得系统可以进行稳定的高电压穿越。这里,第二高电压穿越电流值大于第一高电压穿越电流值。这里,第二高电压穿越电流值可以是系统提前或实时获取到的大于第一高电压穿越电流值的电流值,也可以是系统根据当前参数(例如,变流电路的输出端的工作电压、变流电路的输出端的工作电流、变流电路的输出端的额定电压、变流电路的输出端的额定电流等)计算得到或获取到的大于第一高电压穿越电流值的电流值,也可以是用户或制造商提前定义或实时定义的大于第一高电压穿越电流值的电流值,也可以是基于上一次高电压穿越时变流电路的输出端的电流值确定的大于第一高电压穿越电流值的电流值。可以理解,在前次高电压穿越的过程中,驱动控制电路控制变流电路输出的无功电流的大小与电网的阻抗可能是不匹配的,这可能使得变流电路的输出端的电压下降到过低的水平,进而导致系统因误判停止进行高电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新升高(例如,升高到标志电网故障的电压),最终导致前次高电压穿越时长小于一定阈值(例如,高电压穿越时间阈值)。换句话说,在本次高电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第二高电压穿越电流值的电流,从而使得供电系统进行稳定的高电压穿越。进一步可以理 解,此时变流电路输出的无功电流的大小(例如,第二高电压穿越电流值)与电网的阻抗比较匹配,这不会使得变流电路的输出端的电压下降到过低的水平,也防止系统因误判停止进行高电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新升高。也就是说,在本次高电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第二高电压穿越电流值的电流,可以使得供电系统进行稳定的高电压穿越,减少电路震荡,结构简单,控制方法简便,响应及时,安全性高,工作效率高。
结合第一方面第八种可能的实施方式至第一方面第十种可能的实施方式中任一种,在第十一种可能的实施方式中,变流电路可用于在检测到变流电路的输出端的电压值由第四工作电压值升高至第五工作电压值,且第五工作电压值大于第二触发电压值时,判断电网故障。可以理解,在供电系统向电网传输电能时,电网可能发生某些故障(例如,部分电网(比如部分传输线或其他元件)发生对地容性的短路)导致变流电路的输出端的电压上升,当变流电路的输出端的电压值上升到高于一定阈值(例如,变流电路的输出端的电压值由第四工作电压值升高至第五工作电压值,且第五工作电压值大于第二触发电压值时),系统可以判断电网出现故障,进而进行相应的调整(例如,进行高电压穿越),从而维持电网工作,这种故障判断方法较为简便、迅速,响应及时,工作效率高,也提高了系统的安全性。
结合第一方面第八种可能的实施方式至第一方面第十一种可能的实施方式中任一种,在第十二种可能的实施方式中,驱动控制电路还可用于在变流电路向电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流的过程中,检测到变流电路的输出端的电压值降低至第六工作电压值,且第六工作电压值小于或等于第二恢复电压值时,获得变流电路向电网输出高电压穿越电流的时长作为本次高电压穿越的时长。这里,高电压穿越电流的电流值包括第一高电压穿越电流值或第二高电压穿越电流值,第二恢复电压值小于或等于第二触发电压值。可以理解,在进行高电压穿越的过程中,如果电网中的故障排除(例如,故障处被修复或故障区域电网被切断),变流电路的输出端的电压值会进一步下降,当变流电路的输出端的电压值下降到低于一定阈值(例如,第二恢复电压值)时,驱动控制电路可以获得变流电路向电网输出高电压穿越电流的时长(或者说,系统进行高电压穿越的时长)作为本次高电压穿越的时长。这里,本次高电压穿越的时长可以由驱动控制电路记录并获取,也可以由供电系统中的其他具有计时功能的元件记录并传输给驱动控制电路。在本申请中,供电系统获得高电压穿越的时长的方法简便、灵活、而且准确,提高了系统的响应速度和适用性。
结合第一方面第八种可能的实施方式至第一方面第十二种可能的实施方式中任一种,在第十三种可能的实施方式中,驱动控制电路还可用于在变流电路向电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流的过程中,检测到变流电路的输出端的电压值降低至第六工作电压值,且第六工作电压值小于或等于第二恢复电压值时,控制变流电路将向电网输出电流值调整为第四工作电流值的电流。这里,高电压穿越电流的电流值包括第一高电压穿越电流值或第二高电压穿越电流值,第二恢复电压值小于或等于第二触发电压值,第四工作电流值大于高电压穿越电流的电流值中最大的高电压穿越电流的电流值。可以理解,在进行高电压穿越的过程中,如果电网中的故障排除(例如,故障处被修复或故障区域电网被切断),变流电路的输出端的电压值会进一步下降,当变流电路的输出端的电压值下降到低于一定阈值(例如,第二恢复电压值)时,变流电路可以增加输出的无功电流,以将变流电路的输出端的电压值恢复到故障前变流电路的输出端的电压值(例如,第四工作电压值)或者将变流电路的输出端的电压值调整到适合电网工作的电压值。也就是说,在变流电路向电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流的过程中,当检测到变流电路 的输出端的电压值降低至第六工作电压值,且第六工作电压值小于或等于第二恢复电压值时,驱动控制电路可以控制变流电路向电网输出大小为第四工作电流值的电流。这里,第四工作电流值可以等于第三工作电流值。由此,驱动控制电路可以及时控制变流电路调整变流电路的输出端的电流,避免了变流电路长时间输出穿越电流而发热,控制方法简便、及时且灵活,提高了系统的响应速度、适用性和安全性。
结合第一方面第八种可能的实施方式至第一方面第十三种可能的实施方式中任一种,在第十四种可能的实施方式中,驱动控制电路还可用于基于第三工作电流值、第四工作电压值和第五工作电压值获得第一高电压穿越电流值。这里,第一高电压穿越电流值满足:
其中,Iq3为第一高电压穿越电流值,Is3为第三工作电流值,Us4为第四工作电压值,Us5为第五工作电压值,K为穿越电流调节系数,In为变流电路的输出端的额定电流值,Un为变流电路的输出端的额定电压值。这里,系统可以在第三工作电流值的基础上,根据第四工作电压值与第五工作电压值的差值和变流电路的输出端的额定电压的比例,再结合穿越电流调节系数和变流电路的输出端的额定电流值确定第一高电压穿越电流值,计算方法简便且灵活,提高了系统的响应速度、精确度和适用性。
结合第一方面第八种可能的实施方式至第一方面第十三种可能的实施方式中任一种,在第十五种可能的实施方式中,驱动控制电路还可用于基于第三工作电流值、第二触发电压值和第五工作电压值获得第一高电压穿越电流值。这里,第一高电压穿越电流值满足:
其中,Iq3为第一高电压穿越电流值,Is3为第三工作电流值,Uh为第二触发电压值,Us5为第五工作电压值,K为穿越电流调节系数,In为变流电路的输出端的额定电流值,Un为变流电路的输出端的额定电压值。这里,系统可以在第三工作电流值的基础上,根据第二触发电压值与第五工作电压值的差值和变流电路的输出端的额定电压的比例,再结合穿越电流调节系数和变流电路的输出端的额定电流值确定第一高电压穿越电流值,计算方法简便、多样且灵活,提高了系统的响应速度、精确度和适用性。
结合第一方面至第一方面第十五种可能的实施方式中任一种,在第十六种可能的实施方式中,发电装置为光伏发电装置、风能发电装置、火力发电装置、核能发电装置、化学发电装置或者生物质能发电装置。
结合第一方面第十六种可能的实施方式,在第十七种可能的实施方式中,发电装置为光伏发电装置,供电系统还包括汇流箱,发电装置通过汇流箱连接变流电路。
结合第一方面第十七种可能的实施方式,在第十八种可能的实施方式中,供电系统还包括直流母线,发电装置通过汇流箱连接直流母线,直流母线连接变流电路。
结合第一方面第十八种可能的实施方式,在第十九种可能的实施方式中,供电系统还包括变压器,变流电路通过变压器连接电网。
结合第一方面第十九种可能的实施方式,在第二十种可能的实施方式中,供电系统还包括并离网接线装置,变压器通过并离网接线装置连接电网。
在本申请中,供电系统中发电装置的表现方式多样,发电装置和变流电路的连接方式灵活,供电系统中功能模块的组成方式多样、灵活,可提高供电系统的应用场景的多样性,增强供电系统的适应性。
第二方面,本申请提供了一种供电系统的变流方法,该方法可适可用于第一方面或第一方面可能的实施方式中的任一种提供的供电系统。在该方法中,可以检测供电系统连接的电网的工作状态,当检测到电网的工作状态为故障时,驱动控制电路基于前次低电压穿越的时长控制变流电路将向电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流,以提高变流电路的输出端的电压值。这里,前次低电压穿越为距离当前最近的一次低电压穿越。可以理解,在供电系统向电网传输电能时,电网可能发生某些故障(例如,部分电网(比如部分传输线或其他元件)发生对地感性的短路)导致变流电路的输出端的电压下降,当变流电路的输出端的电压值降低到低于一定阈值,变流电路可以增加输出的无功电流(例如,向电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流),以提升变流电路的输出端的电压值到可以维持电网工作的电压值,这个过程可以被称为低电压穿越过程。此时,驱动控制电路可以基于前次低电压穿越的时长(也即,供电系统在当前时刻的前一次进行低电压穿越的时长)控制变流电路将向电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流,以提高变流电路的输出端的电压值。这里,前次低电压穿越为距离当前最近的一次低电压穿越。供电系统可以基于前次低电压穿越的时长控制变流电路将向电网输出的电流,减少电路震荡,结构简单,控制方法简便,安全性高。
结合第二方面,在第一种可能的实施方式中,上述驱动控制电路基于前次低电压穿越的时长控制变流电路将向电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流包括:当检测到电网故障且前次低电压穿越的时长大于或等于低电压穿越时间阈值时,驱动控制电路控制变流电路将向电网输出电流值由第一工作电流值提升至第一低电压穿越电流值的电流。可以理解,如果在当前时刻电网发生故障,且供电系统在当前时刻的前一次进行低电压穿越的时长大于或等于一定阈值(例如,低电压穿越时间阈值),驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第一低电压穿越电流值的电流,从而使得系统可以进行稳定的低电压穿越。这里,第一低电压穿越电流值可以是系统提前或实时获取到的电流值,也可以是系统根据当前系统参数(例如,变流电路的输出端的工作电压、变流电路的输出端的工作电流、变流电路的输出端的额定电压、变流电路的输出端的额定电流等)计算得到的电流值,也可以是用户或制造商提前定义或实时定义的电流值,也可以是基于上一次低电压穿越时变流电路的输出端的电流值确定的电流值。可以理解,在前次低电压穿越的过程中,驱动控制电路控制变流电路输出的无功电流的大小与电网的阻抗可能是匹配的,防止了变流电路的输出端的电压上升到过高的水平,系统不会因误判停止进行低电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新回落(例如,回落到标志电网故障的电压),如果前次低电压穿越时长大于或等于一定阈值(例如,低电压穿越时间阈值),可以认为前次低电压穿越比较稳定。换句话说,在本次低电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第一低电压穿越电流值的电流,从而使得供电系统进行低电压穿越。可以理解,此时变流电路输出的无功电流的大小与电网的阻抗比较匹配,这不会使得变流电路的输出端的电压上升到过高的水平,也防止系统因误判停止进行低电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新回落。也就是说,在本次低电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第一低电压穿越电流值的电流,可以使得供电系统进行稳定的低电压穿越,减少电路震荡,结构简单,控制方法简便,响应及时,安全性高,工作效率高。
结合第二方面第一种可能的实施方式,在第二种可能的实施方式中,上述驱动控制电路基于前次低电压穿越的时长控制变流电路将向电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流还包括:当检测到电网故障且前次低电压穿越的时长小于低电压穿越时 间阈值时,驱动控制电路控制变流电路将向电网输出的电流的电流值由第一工作电流值提升至第二低电压穿越电流值的电流,以提高变流电路的输出端的电压值。这里,第二低电压穿越电流值小于第一低电压穿越电流值。可以理解,如果在当前时刻电网发生故障,且供电系统在当前时刻的前一次进行低电压穿越的时长小于一定阈值(例如,低电压穿越时间阈值),驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第二低电压穿越电流值的电流,从而使得系统可以进行稳定的低电压穿越。这里,第二低电压穿越电流值小于第一低电压穿越电流值。这里,第二低电压穿越电流值可以是系统提前或实时获取到的小于第一低电压穿越电流值的电流值,也可以是系统根据当前参数(例如,变流电路的输出端的工作电压、变流电路的输出端的工作电流、变流电路的输出端的额定电压、变流电路的输出端的额定电流等)计算得到或获取到的小于第一低电压穿越电流值的电流值,也可以是用户或制造商提前定义或实时定义的小于第一低电压穿越电流值的电流值,也可以是基于上一次低电压穿越时变流电路的输出端的电流值确定的小于第一低电压穿越电流值的电流值。可以理解,在前次低电压穿越的过程中,驱动控制电路控制变流电路输出的无功电流的大小与电网的阻抗可能是不匹配的,这可能使得变流电路的输出端的电压上升到过高的水平,进而导致系统因误判停止进行低电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新回落(例如,回落到标志电网故障的电压),最终导致前次低电压穿越时长小于一定阈值(例如,低电压穿越时间阈值)。换句话说,在本次低电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第二低电压穿越电流值的电流,从而使得供电系统进行稳定的低电压穿越。进一步可以理解,此时变流电路输出的无功电流的大小(例如,第二低电压穿越电流值)与电网的阻抗比较匹配,这不会使得变流电路的输出端的电压上升到过高的水平,也防止系统因误判停止进行低电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新回落。也就是说,在本次低电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第二低电压穿越电流值的电流,可以使得供电系统进行稳定的低电压穿越,减少电路震荡,结构简单,控制方法简便,响应及时,安全性高,工作效率高。
结合第二方面至第二方面第二种可能的实施方式中的任一种,在第三种可能的实施方式中,上述检测供电系统连接的电网的工作状态包括:获取变流电路的输出端的电压值,当检测到变流电路的输出端的电压值由第一工作电压值降低至第二工作电压值,且第二工作电压值小于第一触发电压值时,变流电路判断检测到电网的工作状态为故障。可以理解,在供电系统向电网传输电能时,电网可能发生某些故障(例如,部分电网(比如部分传输线或其他元件)发生对地感性的短路)导致变流电路的输出端的电压下降,当变流电路的输出端的电压值降低到低于一定阈值(例如,变流电路的输出端的电压值由第一工作电压值降低至第二工作电压值,且第二工作电压值小于第一触发电压值时),系统可以判断电网出现故障,进而进行相应的调整(例如,进行低电压穿越),从而维持电网工作,这种故障判断方法较为简便、迅速,响应及时,工作效率高,也提高了系统的安全性。
结合第二方面至第二方面第三种可能的实施方式中的任一种,在第四种可能的实施方式中,该方法还包括:在变流电路向电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流的过程中,当检测到变流电路的输出端的电压值上升至第三工作电压值,且第三工作电压值大于或等于第一恢复电压值时,驱动控制电路获得变流电路向电网输出穿越电流的时长作为本次低电压穿越的时长。这里,低电压穿越电流的电流值包括第一低电压穿越电流值或第二低电压穿越电流值,第一恢复电压值大于或等于第一触发电压值。可以理解,在进行低电压穿越的过程中,如果电网中的故障排除(例如,故障处被修复或故障区域电网被切断),变流电路的输出端的电压值会进一步上升,当变流电路的输出端的电压值提升到高于一 定阈值(例如,第一恢复电压值)时,驱动控制电路可以获得变流电路向电网输出低电压穿越电流的时长(或者说,系统进行低电压穿越的时长)作为本次低电压穿越的时长。这里,本次低电压穿越的时长可以由驱动控制电路记录并获取,也可以由供电系统中的其他具有计时功能的元件记录并传输给驱动控制电路。在本申请中,供电系统获得低电压穿越的时长的方法简便、灵活、而且准确,提高了系统的响应速度和适用性。
结合第二方面至第二方面第四种可能的实施方式中的任一种,在第五种可能的实施方式中,该方法还包括:在变流电路向电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流的过程中,当检测到变流电路的输出端的电压值上升至第三工作电压值,且第三工作电压值大于或等于第一恢复电压值时,驱动控制电路控制变流电路将向电网输出电流值调整为第二工作电流值的电流。这里,低电压穿越电流的电流值包括第一低电压穿越电流值或第二低电压穿越电流值,第一恢复电压值大于或等于第一触发电压值,第二工作电流值小于低电压穿越电流的电流值中最小的低电压穿越电流的电流值。可以理解,在进行低电压穿越的过程中,如果电网中的故障排除(例如,故障处被修复或故障区域电网被切断),变流电路的输出端的电压值会进一步上升,当变流电路的输出端的电压值提升到高于一定阈值(例如,第一恢复电压值)时,变流电路可以减少输出的无功电流,以将变流电路的输出端的电压值恢复到故障前变流电路的输出端的电压值(例如,第一工作电压值)或者将变流电路的输出端的电压值调整到适合电网工作的电压值。也就是说,在变流电路向电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流的过程中,当检测到变流电路的输出端的电压值上升至第三工作电压值,且第三工作电压值大于或等于第一恢复电压值时,驱动控制电路可以控制变流电路向电网输出大小为第二工作电流值的电流。这里,第二工作电流值可以等于第一工作电流值。由此,驱动控制电路可以及时控制变流电路调整变流电路的输出端的电流,避免了变流电路长时间输出穿越电流而发热,控制方法简便、及时且灵活,提高了系统的响应速度、适用性和安全性。
结合第二方面至第二方面第五种可能的实施方式中的任一种,在第六种可能的实施方式中,第一低电压穿越电流值满足:
其中,Iq1为第一低电压穿越电流值,Is1为第一工作电流值,Us1为第一工作电压值,Us2为第二工作电压值,K为穿越电流调节系数,In为变流电路的输出端的额定电流值,Un为变流电路的输出端的额定电压值。这里,系统可以在第一工作电流值的基础上,根据第一工作电压值与第二工作电压值的差值和变流电路的输出端的额定电压的比例,再结合穿越电流调节系数和变流电路的输出端的额定电流值确定第一低电压穿越电流值,计算方法简便且灵活,提高了系统的响应速度、精确度和适用性。
结合第二方面至第二方面第五种可能的实施方式中的任一种,在第七种可能的实施方式中第一低电压穿越电流值满足:
其中,Iq1为第一低电压穿越电流值,Is1为第一工作电流值,Ul为第一触发电压值,Us2为第二工作电压值,K为穿越电流调节系数,In为变流电路的输出端的额定电流值,Un为变流电路的输出端的额定电压值。这里,系统可以在第一工作电流值的基础上,根据第一触发电压值与第二工作电压值的差值和变流电路的输出端的额定电压的比例,再结合穿越电 流调节系数和变流电路的输出端的额定电流值确定第一低电压穿越电流值,计算方法简便、多样且灵活,提高了系统的响应速度、精确度和适用性。
结合第二方面至第二方面第七种可能的实施方式中的任一种,在第八种可能的实施方式中,该方法还包括:可以检测供电系统连接的电网的工作状态,当检测到电网的工作状态为故障时,驱动控制电路基于前次高电压穿越的时长控制变流电路向电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流,以降低变流电路的输出端的电压值。这里,前次高电压穿越为距离当前最近的一次低电压穿越。可以理解,在供电系统向电网传输电能时,电网可能发生某些故障(例如,部分电网(比如部分传输线或其他元件)发生对地容性的短路)导致变流电路的输出端的电压上升,当变流电路的输出端的电压值升高到高于一定阈值,变流电路可以减少输出的无功电流(例如,向电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流),以降低变流电路的输出端的电压值到可以维持电网工作的电压值,这个过程可以被称为高电压穿越过程。此时,驱动控制电路可以基于前次高电压穿越的时长(也即,供电系统在当前时刻的前一次进行高电压穿越的时长)控制变流电路将向电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流,以降低变流电路的输出端的电压值。这里,前次高电压穿越为距离当前最近的一次高电压穿越。供电系统可以基于前次高电压穿越的时长控制变流电路将向电网输出的电流,减少电路震荡,结构简单,控制方法简便,安全性高。
结合第二方面第八种可能的实施方式,在第九种可能的实施方式中,上述驱动控制电路基于前次高电压穿越的时长控制变流电路向电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流包括:当检测到电网故障且前次高电压穿越的时长大于或等于高电压穿越时间阈值时,驱动控制电路控制变流电路将向电网输出电流值由第三工作电流值降低至第一高电压穿越电流值的电流,以降低变流电路的输出端的电压值。可以理解,如果在当前时刻电网发生故障,且供电系统在当前时刻的前一次进行高电压穿越的时长大于或等于一定阈值(例如,高电压穿越时间阈值),驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第一高电压穿越电流值的电流,从而使得系统可以进行稳定的高电压穿越。这里,第一高电压穿越电流值可以是系统提前或实时获取到的电流值,也可以是系统根据当前参数(例如,变流电路的输出端的工作电压、变流电路的输出端的工作电流、变流电路的输出端的额定电压、变流电路的输出端的额定电流等)计算得到的电流值,也可以是用户或制造商提前定义或实时定义的电流值,也可以是基于上一次高电压穿越时变流电路的输出端的电流值确定的电流值。可以理解,在前次高电压穿越的过程中,驱动控制电路控制变流电路输出的无功电流的大小与电网的阻抗可能是匹配的,防止了变流电路的输出端的电压下降到过低的水平,系统不会因误判停止进行高电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新升高(例如,升高到标志电网故障的电压),如果前次高电压穿越时长大于或等于一定阈值(例如,高电压穿越时间阈值),可以认为前次高电压穿越比较稳定。换句话说,在本次高电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第一高电压穿越电流值的电流,从而使得供电系统进行高电压穿越。可以理解,此时变流电路输出的无功电流的大小与电网的阻抗比较匹配,这不会使得变流电路的输出端的电压下降到过低的水平,也防止系统因误判停止进行高电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新升高。也就是说,在本次高电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第一高电压穿越电流值的电流,可以使得供电系统进行稳定的高电压穿越,减少电路震荡,结构简单,控制方法简便,响应及时,安全性高,工作效率高。
结合第二方面第九种可能的实施方式,在第十种可能的实施方式中,上述驱动控制电路 基于前次高电压穿越的时长控制变流电路向电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流还包括:当检测到电网故障且前次高电压穿越的时长小于高电压穿越时间阈值时,控制变流电路将向电网输出电流值由第三工作电流值降低至第二高电压穿越电流值的电流,以降低变流电路的输出端的电压值。这里,第二高电压穿越电流值大于第一高电压穿越电流值。可以理解,如果在当前时刻电网发生故障,且供电系统在当前时刻的前一次进行高电压穿越的时长小于一定阈值(例如,高电压穿越时间阈值),驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第二高电压穿越电流值的电流,从而使得系统可以进行稳定的高电压穿越。这里,第二高电压穿越电流值大于第一高电压穿越电流值。这里,第二高电压穿越电流值可以是系统提前或实时获取到的大于第一高电压穿越电流值的电流值,也可以是系统根据当前参数(例如,变流电路的输出端的工作电压、变流电路的输出端的工作电流、变流电路的输出端的额定电压、变流电路的输出端的额定电流等)计算得到或获取到的大于第一高电压穿越电流值的电流值,也可以是用户或制造商提前定义或实时定义的大于第一高电压穿越电流值的电流值,也可以是基于上一次高电压穿越时变流电路的输出端的电流值确定的大于第一高电压穿越电流值的电流值。可以理解,在前次高电压穿越的过程中,驱动控制电路控制变流电路输出的无功电流的大小与电网的阻抗可能是不匹配的,这可能使得变流电路的输出端的电压下降到过低的水平,进而导致系统因误判停止进行高电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新升高(例如,升高到标志电网故障的电压),最终导致前次高电压穿越时长小于一定阈值(例如,高电压穿越时间阈值)。换句话说,在本次高电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第二高电压穿越电流值的电流,从而使得供电系统进行稳定的高电压穿越。进一步可以理解,此时变流电路输出的无功电流的大小(例如,第二高电压穿越电流值)与电网的阻抗比较匹配,这不会使得变流电路的输出端的电压下降到过低的水平,也防止系统因误判停止进行高电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新升高。也就是说,在本次高电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第二高电压穿越电流值的电流,可以使得供电系统进行稳定的高电压穿越,减少电路震荡,结构简单,控制方法简便,响应及时,安全性高,工作效率高。
结合第二方面至第二方面第十种可能的实施方式中的任一种,在第十一种可能的实施方式中,上述检测供电系统连接的电网的工作状态包括:获取变流电路的输出端的电压值,当检测到变流电路的输出端的电压值由第四工作电压值升高至第五工作电压值,且第五工作电压值大于第二触发电压值时,变流电路判断检测到电网的工作状态为故障。可以理解,在供电系统向电网传输电能时,电网可能发生某些故障(例如,部分电网(比如部分传输线或其他元件)发生对地容性的短路)导致变流电路的输出端的电压上升,当变流电路的输出端的电压值上升到高于一定阈值(例如,变流电路的输出端的电压值由第四工作电压值升高至第五工作电压值,且第五工作电压值大于第二触发电压值时),系统可以判断电网出现故障,进而进行相应的调整(例如,进行高电压穿越),从而维持电网工作,这种故障判断方法较为简便、迅速,响应及时,工作效率高,也提高了系统的安全性。
结合第二方面至第二方面第十一种可能的实施方式中的任一种,在第十二种可能的实施方式中,该方法还包括:在变流电路向电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流的过程中,当检测到变流电路的输出端的电压值降低至第六工作电压值,且第六工作电压值小于或等于第二恢复电压值时,驱动控制电路获得变流电路向电网输出第三穿越电流的时长作为本次高电压穿越的时长。这里,穿越电流的电流值包括第一高电压穿越电流值或第二高电压穿越电流值,第二恢复电压值小于或等于第二触发电压值。可以理解,在 进行高电压穿越的过程中,如果电网中的故障排除(例如,故障处被修复或故障区域电网被切断),变流电路的输出端的电压值会进一步下降,当变流电路的输出端的电压值下降到低于一定阈值(例如,第二恢复电压值)时,驱动控制电路可以获得变流电路向电网输出高电压穿越电流的时长(或者说,系统进行高电压穿越的时长)作为本次高电压穿越的时长。这里,本次高电压穿越的时长可以由驱动控制电路记录并获取,也可以由供电系统中的其他具有计时功能的元件记录并传输给驱动控制电路。在本申请中,供电系统获得高电压穿越的时长的方法简便、灵活、而且准确,提高了系统的响应速度和适用性。
结合第二方面至第二方面第十二种可能的实施方式中的任一种,在第十三种可能的实施方式中,该方法还包括:在变流电路向电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流的过程中,当检测到变流电路的输出端的电压值降低至第六工作电压值,且第六工作电压值小于或等于第二恢复电压值时,控制变流电路将向电网输出电流值调整为第四工作电流值的电流。这里,高电压穿越电流的电流值包括第一高电压穿越电流值或第二高电压穿越电流值,第二恢复电压值小于或等于第二触发电压值,第四工作电流值大于高电压穿越电流的电流值中最大的高电压穿越电流的电流值。可以理解,在进行高电压穿越的过程中,如果电网中的故障排除(例如,故障处被修复或故障区域电网被切断),变流电路的输出端的电压值会进一步下降,当变流电路的输出端的电压值下降到低于一定阈值(例如,第二恢复电压值)时,变流电路可以增加输出的无功电流,以将变流电路的输出端的电压值恢复到故障前变流电路的输出端的电压值(例如,第四工作电压值)或者将变流电路的输出端的电压值调整到适合电网工作的电压值。也就是说,在变流电路向电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流的过程中,当检测到变流电路的输出端的电压值降低至第六工作电压值,且第六工作电压值小于或等于第二恢复电压值时,驱动控制电路可以控制变流电路向电网输出大小为第四工作电流值的电流。这里,第四工作电流值可以等于第三工作电流值。由此,驱动控制电路可以及时控制变流电路调整变流电路的输出端的电流,避免了变流电路长时间输出穿越电流而发热,控制方法简便、及时且灵活,提高了系统的响应速度、适用性和安全性。
结合第二方面至第二方面第十三种可能的实施方式中的任一种,在第十四种可能的实施方式中,第一高电压穿越电流值满足:
其中,Iq3为第一高电压穿越电流值,Is3为第三工作电流值,Us4为第四工作电压值,Us5为第五工作电压值,K为穿越电流调节系数,In为变流电路的输出端的额定电流值,Un为变流电路的输出端的额定电压值。这里,系统可以在第三工作电流值的基础上,根据第四工作电压值与第五工作电压值的差值和变流电路的输出端的额定电压的比例,再结合穿越电流调节系数和变流电路的输出端的额定电流值确定第一高电压穿越电流值,计算方法简便且灵活,提高了系统的响应速度、精确度和适用性。
结合第二方面至第二方面第十三种可能的实施方式中的任一种,在第十五种可能的实施方式中,第一高电压穿越电流值满足:
其中,Iq3为第一高电压穿越电流值,Is3为第三工作电流值,Uh为第二触发电压值,Us5为第五工作电压值,K为穿越电流调节系数,In为变流电路的输出端的额定电流值,Un 为变流电路的输出端的额定电压值。这里,系统可以在第三工作电流值的基础上,根据第二触发电压值与第五工作电压值的差值和变流电路的输出端的额定电压的比例,再结合穿越电流调节系数和变流电路的输出端的额定电流值确定第一高电压穿越电流值,计算方法简便、多样且灵活,提高了系统的响应速度、精确度和适用性。
附图说明
图1是本申请提供的供电系统的应用场景示意图;
图2是本申请提供的供电系统的一结构示意图;
图3是本申请提供的变流电路的输出端的电压和电流波形示意图;
图4是本申请提供的供电系统的另一结构示意图;
图5是本申请提供的供电系统的另一结构示意图;
图6是本申请提供的供电系统的另一结构示意图;
图7是本申请提供的供电系统的变流方法的一流程示意图;
图8是本申请提供的供电系统的变流方法的另一流程示意图。
具体实施方式
本申请提供的供电系统及变流方法适用于新能源智能微网领域、输配电领域或者新能源领域(如光伏并网领域、火力并网领域或者风力并网领域)、光伏发电领域,或者风力发电领域,或者火力发电领域,或者大功率变换器领域(如将直流电转换为大功率的高压交流电)等多种应用领域,具体可根据实际应用场景确定,在此不做限制。
本申请提供的供电系统及变流方法可适用于光伏供电系统、风能供电系统、火力供电系统、核能供电系统、化学供电系统或生物质能供电系统等具有不同发电装置的供电系统,具体可根据实际应用场景确定,在此不做限制。请一并参见图1,图1是本申请提供的供电系统的应用场景示意图。如图1所示,该供电系统可包括发电装置、变流电路和驱动控制电路,其中,发电装置可连接变流电路的输入端,变流电路的输出端可连接电网,驱动控制电路可以与变流电路相连。其中,发电装置可以是光伏发电装置(如图1所示的发电装置a)、风能发电装置(如图1所示的发电装置b)、火力发电装置(如图1所示的发电装置c)、核能发电装置(如图1所示的发电装置d)、化学发电装置(图1中未示出)或生物质能发电装置(图1中未示出)等发电装置。为方便描述,下面将以光伏发电装置为例进行示例说明。其中,变流电路和驱动控制电路可以集成为变流器或者其他具有变流功能的装置(图1中未示出)。在供电系统正常运行时,变流电路可以通过调整输出电流,从而将变流电路的输出端的电压值调整为可以使电网正常工作的电压值,以将发电装置产生的电能提供给电网。在供电系统向电网传输电能时,电网可能发生某些故障(例如,部分电网(比如部分传输线或其他元件)发生对地感性或容性的短路)导致变流电路的输出端的电压下降(或上升),当变流电路的输出端的电压值降低(或升高)到低于一定阈值,变流电路可以增加(或减少)输出的无功电流,以提升(或降低)变流电路的输出端的电压值到可以维持电网工作的电压值,这个过程可以被称为电压穿越过程(这里,电压穿越包括低电压穿越或高电压穿越)。此时,驱动控制电路可以基于前次电压穿越的时长(也即,供电系统在当前时刻的前一次进行电压穿越的时长)控制变流电路将向电网输出电流值由工作电流值提升(或降低)至电压穿越电流值的电流,以提高(或降低)变流电路的输出端的电压值。这里,前次电压穿越为距离当前最近的一次对应的电压穿越,比如,前次低电压穿越为距离当前最近的一次低电压穿越,前次高电压穿越为距离当前最近的一次高电压穿越。供电系统可以基于前次电压穿越的时长控制变流 电路将向电网输出的电流,减少电路震荡,结构简单,控制方法简便,安全性高。可以理解,本申请提供的供电系统及变流方法可适配不同的应用场景,比如,光伏供电场景、风力供电场景、火力供电场景或者其它应用场景,下面将以光伏供电场景为例进行说明,以下不再赘述。
下面将结合图2至图8对本申请提供的供电系统及变流方法进行示例说明。
参见图2,图2是本申请提供的供电系统的一结构示意图。在图2所示的供电系统中,发电装置可以为由光伏阵列组成的光伏发电装置,这里的光伏阵列可以为光伏组件组,一个光伏组件组可以由一个或者多个光伏组串并联组成,一个光伏组串可以由一个或者多个光伏组件串联得到。这里的光伏组件可为太阳能电池板或者光伏板等。换句话说,在图2所示的供电系统中,一个光伏组串可以是由一个或者多个太阳能电池板、光伏板、或者储能电池串联得到的一个光伏串列。可选的,本申请提供的发电装置也可以为其他光伏发电装置或其他具有发电功能的装置,换句话说,在图2所示的供电系统中,光伏阵列可在实际应用场景需求时接入,为方便描述,下面将以图2所示的供电系统为例进行说明,后面不再赘述。在图2所示的供电系统中,多个光伏串列的输出电流可以通过变流电路和驱动控制电路为电网提供电能。这里的电网可以包括传输线、电力中转站点、蓄电池、通信基站或者家用设备等用电设备或电力传输设备。
在图2所示的供电系统中,供电系统可以包括发电装置、变流电路和驱动控制电路。其中,发电装置可以连接变流电路的输入端,变流电路的输出端可以连接电网,驱动控制电路可以与变流电路相连。在供电系统正常运行时,变流电路可以通过调整输出电流,从而将变流电路的输出端的电压值调整为可以使电网正常工作的电压值,以将发电装置产生的电能提供给电网。在供电系统向电网传输电能时,电网可能发生某些故障(例如,部分电网(比如部分传输线或其他元件)发生对地感性或容性的短路)导致变流电路的输出端的电压下降(或上升),当变流电路的输出端的电压值降低(或升高)到低于一定阈值,变流电路可以增加(或减少)输出的无功电流,以提升(或降低)变流电路的输出端的电压值到可以维持电网工作的电压值,这个过程可以被称为电压穿越过程(这里,电压穿越包括低电压穿越或高电压穿越)。此时,驱动控制电路可以基于前次电压穿越的时长(也即,供电系统在当前时刻的前一次进行电压穿越的时长)控制变流电路将向电网输出电流值由工作电流值提升(或降低)至电压穿越电流值的电流,以提高(或降低)变流电路的输出端的电压值,以维持电网工作。这里,前次电压穿越为距离当前最近的一次对应的电压穿越,比如,前次低电压穿越为距离当前最近的一次低电压穿越,前次高电压穿越为距离当前最近的一次高电压穿越。
在一些可行的实施方式中,变流电路可用于在检测到变流电路的输出端的电压值由第一工作电压值降低至第二工作电压值,且第二工作电压值小于第一触发电压值时,判断电网故障。可以理解,在供电系统向电网传输电能时,电网可能发生某些故障(例如,部分电网(比如部分传输线或其他元件)发生对地感性的短路)导致变流电路的输出端的电压下降,当变流电路的输出端的电压值降低到低于一定阈值(例如,变流电路的输出端的电压值由第一工作电压值降低至第二工作电压值,且第二工作电压值小于第一触发电压值时),系统可以判断电网出现故障,进而进行相应的调整(例如,进行低电压穿越),从而维持电网工作,这种故障判断方法较为简便、迅速,响应及时,工作效率高,也提高了系统的安全性。
在一些可行的实施方式中,这里的驱动控制电路可用于在电网故障时,基于前次低电压穿越的时长控制变流电路将向电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流,以提高变流电路的输出端的电压值。这里,前次低电压穿越为距离当前最近的一次低 电压穿越。可以理解,在供电系统向电网传输电能时,电网可能发生某些故障(例如,部分电网(比如部分传输线或其他元件)发生对地感性的短路)导致变流电路的输出端的电压下降,当变流电路的输出端的电压值降低到低于一定阈值,变流电路可以增加输出的无功电流(例如,向电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流),以提升变流电路的输出端的电压值到可以维持电网工作的电压值,这个过程可以被称为低电压穿越过程。此时,驱动控制电路可以基于前次低电压穿越的时长(也即,供电系统在当前时刻的前一次进行低电压穿越的时长)控制变流电路将向电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流,以提高变流电路的输出端的电压值。这里,前次低电压穿越为距离当前最近的一次低电压穿越。供电系统可以基于前次低电压穿越的时长控制变流电路将向电网输出的电流,减少电路震荡,结构简单,控制方法简便,安全性高。
在一些可行的实施方式中,驱动控制电路还可用于在电网故障且前次低电压穿越的时长大于或等于低电压穿越时间阈值时,控制变流电路将向电网输出电流值由第一工作电流值提升至第一低电压穿越电流值的电流,以提高变流电路的输出端的电压值。
可以理解,如果在当前时刻电网发生故障,且供电系统在当前时刻的前一次进行低电压穿越的时长大于或等于一定阈值(例如,低电压穿越时间阈值),驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第一低电压穿越电流值的电流,从而使得系统可以进行稳定的低电压穿越。这里,第一低电压穿越电流值可以是系统提前或实时获取到的电流值,也可以是系统根据当前系统参数(例如,变流电路的输出端的工作电压、变流电路的输出端的工作电流、变流电路的输出端的额定电压、变流电路的输出端的额定电流等)计算得到的电流值,也可以是用户或制造商提前定义或实时定义的电流值,也可以是基于上一次低电压穿越时变流电路的输出端的电流值确定的电流值。这里,低电压穿越时间阈值可以是用户自定义的,也可以是根据各个国家或者地区的并网标准(比如德国的VDE-AR-N 4120,中国的GB/T 37408)中规定的低电压穿越最大持续时长。
在一些可行的实施方式中,驱动控制电路还可用于基于第一工作电流值、第一工作电压值和第二工作电压值获得第一低电压穿越电流值。这里,第一低电压穿越电流值满足如下公式:
其中,Iq1为第一低电压穿越电流值,Is1为第一工作电流值,Us1为第一工作电压值,Us2为第二工作电压值,K为穿越电流调节系数,In为变流电路的输出端的额定电流值,Un为变流电路的输出端的额定电压值。这里,系统可以在第一工作电流值的基础上,根据第一工作电压值与第二工作电压值的差值和变流电路的输出端的额定电压的比例,再结合穿越电流调节系数和变流电路的输出端的额定电流值确定第一低电压穿越电流值,计算方法简便且灵活,提高了系统的响应速度、精确度和适用性。
在一些可行的实施方式中,驱动控制电路还可用于基于第一工作电流值、第一触发电压值和第二工作电压值获得第一低电压穿越电流值。这里,第一低电压穿越电流值满足如下公式:
其中,Iq1为第一低电压穿越电流值,Is1为第一工作电流值,Ul为第一触发电压值,Us2为第二工作电压值,K为穿越电流调节系数,In为变流电路的输出端的额定电流值,Un 为变流电路的输出端的额定电压值。这里,系统可以在第一工作电流值的基础上,根据第一触发电压值与第二工作电压值的差值和变流电路的输出端的额定电压的比例,再结合穿越电流调节系数和变流电路的输出端的额定电流值确定第一低电压穿越电流值,计算方法简便、多样且灵活,提高了系统的响应速度、精确度和适用性。
进一步可以理解,在前次低电压穿越的过程中,驱动控制电路控制变流电路输出的无功电流的大小与电网的阻抗可能是匹配的,防止了变流电路的输出端的电压上升到过高的水平,系统不会因误判停止进行低电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新回落(例如,回落到标志电网故障的电压),如果前次低电压穿越时长大于或等于一定阈值(例如,低电压穿越时间阈值),可以认为前次低电压穿越比较稳定。换句话说,在本次低电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第一低电压穿越电流值的电流,从而使得供电系统进行低电压穿越。可以理解,此时变流电路输出的无功电流的大小与电网的阻抗比较匹配,这不会使得变流电路的输出端的电压上升到过高的水平,也防止系统因误判停止进行低电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新回落。也就是说,在本次低电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第一低电压穿越电流值的电流,可以使得供电系统进行稳定的低电压穿越,减少电路震荡,结构简单,控制方法简便,响应及时,安全性高,工作效率高。
在一些可行的实施方式中,驱动控制电路还可用于在电网故障且前次低电压穿越的时长小于低电压穿越时间阈值时,控制变流电路将向电网输出电流值由第一工作电流值提升至第二低电压穿越电流值的电流,以提高变流电路的输出端的电压值。这里,第二低电压穿越电流值小于第一低电压穿越电流值。
可以理解,如果在当前时刻电网发生故障,且供电系统在当前时刻的前一次进行低电压穿越的时长小于一定阈值(例如,低电压穿越时间阈值),驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第二低电压穿越电流值的电流,从而使得系统可以进行稳定的低电压穿越。这里,第二低电压穿越电流值小于第一低电压穿越电流值。这里,第二低电压穿越电流值可以是系统提前或实时获取到的小于第一低电压穿越电流值的电流值,也可以是系统根据当前参数(例如,变流电路的输出端的工作电压、变流电路的输出端的工作电流、变流电路的输出端的额定电压、变流电路的输出端的额定电流等)计算得到或获取到的小于第一低电压穿越电流值的电流值,也可以是用户或制造商提前定义或实时定义的小于第一低电压穿越电流值的电流值,也可以是基于上一次低电压穿越时变流电路的输出端的电流值确定的小于第一低电压穿越电流值的电流值。
具体请一并参见图3,图3是本申请提供的变流电路的输出端的电压和电流波形示意图。如图3中的(a)部分和(b)部分所示,可以理解,在前次低电压穿越的过程中,驱动控制电路控制变流电路输出的无功电流的大小与电网的阻抗可能是不匹配的,这可能使得变流电路的输出端的电压上升到过高的水平,进而导致系统因误判停止进行低电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新回落(例如,回落到标志电网故障的电压),最终导致前次低电压穿越时长小于一定阈值(例如,低电压穿越时间阈值)。换句话说,在本次低电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第二低电压穿越电流值的电流,从而使得供电系统进行稳定的低电压穿越。进一步可以理解,此时变流电路输出的无功电流的大小(例如,第二低电压穿越电流值)与电网的阻抗比较匹配,这不会使得变流电路的输出端的电压上升到过高的水平,也防止系统因误判停止进行低电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新回落。也就是说,在本次低电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第 二低电压穿越电流值的电流,可以使得供电系统进行稳定的低电压穿越,减少电路震荡,结构简单,控制方法简便,响应及时,安全性高,工作效率高。
在一些可行的实施方式中,驱动控制电路还可用于在变流电路向电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流的过程中,检测到变流电路的输出端的电压值上升至第三工作电压值,且第三工作电压值大于或等于第一恢复电压值时,获得变流电路向电网输出低电压穿越电流的时长作为本次低电压穿越的时长。这里,低电压穿越电流的电流值包括第一低电压穿越电流值或第二低电压穿越电流值,第一恢复电压值大于或等于第一触发电压值。可以理解,在进行低电压穿越的过程中,如果电网中的故障排除(例如,故障处被修复或故障区域电网被切断),变流电路的输出端的电压值会进一步上升,当变流电路的输出端的电压值提升到高于一定阈值(例如,第一恢复电压值)时,驱动控制电路可以获得变流电路向电网输出低电压穿越电流的时长(或者说,系统进行低电压穿越的时长)作为本次低电压穿越的时长。这里,本次低电压穿越的时长可以由驱动控制电路记录并获取,也可以由供电系统中的其他具有计时功能的元件记录并传输给驱动控制电路。在本申请中,供电系统获得低电压穿越的时长的方法简便、灵活、而且准确,提高了系统的响应速度和适用性。
在一些可行的实施方式中,驱动控制电路还可用于在变流电路向电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流的过程中,检测到变流电路的输出端的电压值上升至第三工作电压值,且第三工作电压值大于或等于第一恢复电压值时,控制变流电路将向电网输出电流值调整为第二工作电流值的电流。这里,低电压穿越电流的电流值包括第一低电压穿越电流值或第二低电压穿越电流值,第一恢复电压值大于或等于第一触发电压值,第二工作电流值小于低电压穿越电流的电流值中最小的低电压穿越电流的电流值。可以理解,在进行低电压穿越的过程中,如果电网中的故障排除(例如,故障处被修复或故障区域电网被切断),变流电路的输出端的电压值会进一步上升,当变流电路的输出端的电压值提升到高于一定阈值(例如,第一恢复电压值)时,变流电路可以减少输出的无功电流,以将变流电路的输出端的电压值恢复到故障前变流电路的输出端的电压值(例如,第一工作电压值)或者将变流电路的输出端的电压值调整到适合电网工作的电压值。也就是说,在变流电路向电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流的过程中,当检测到变流电路的输出端的电压值上升至第三工作电压值,且第三工作电压值大于或等于第一恢复电压值时,驱动控制电路可以控制变流电路向电网输出大小为第二工作电流值的电流。这里,第二工作电流值可以等于第一工作电流值。由此,驱动控制电路可以及时控制变流电路调整变流电路的输出端的电流,避免了变流电路长时间输出穿越电流而发热,控制方法简便、及时且灵活,提高了系统的响应速度、适用性和安全性。
在一些可行的实施方式中,变流电路可用于在检测到变流电路的输出端的电压值由第四工作电压值升高至第五工作电压值,且第五工作电压值大于第二触发电压值时,判断电网故障。可以理解,在供电系统向电网传输电能时,电网可能发生某些故障(例如,部分电网(比如部分传输线或其他元件)发生对地容性的短路)导致变流电路的输出端的电压上升,当变流电路的输出端的电压值上升到高于一定阈值(例如,变流电路的输出端的电压值由第四工作电压值升高至第五工作电压值,且第五工作电压值大于第二触发电压值时),系统可以判断电网出现故障,进而进行相应的调整(例如,进行高电压穿越),从而维持电网工作,这种故障判断方法较为简便、迅速,响应及时,工作效率高,也提高了系统的安全性。
在一些可行的实施方式中,驱动控制电路还可用于在电网故障时,基于前次高电压穿越的时长控制变流电路向电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流, 以降低变流电路的输出端的电压值。这里,前次高电压穿越为距离当前最近的一次高电压穿越。可以理解,在供电系统向电网传输电能时,电网可能发生某些故障(例如,部分电网(比如部分传输线或其他元件)发生对地容性的短路)导致变流电路的输出端的电压上升,当变流电路的输出端的电压值升高到高于一定阈值,变流电路可以减少输出的无功电流(例如,向电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流),以降低变流电路的输出端的电压值到可以维持电网工作的电压值,这个过程可以被称为高电压穿越过程。此时,驱动控制电路可以基于前次高电压穿越的时长(也即,供电系统在当前时刻的前一次进行高电压穿越的时长)控制变流电路将向电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流,以降低变流电路的输出端的电压值。这里,前次高电压穿越为距离当前最近的一次高电压穿越。供电系统可以基于前次高电压穿越的时长控制变流电路将向电网输出的电流,减少电路震荡,结构简单,控制方法简便,安全性高。
在一些可行的实施方式中,驱动控制电路还可用于在电网故障且前次高电压穿越的时长大于或等于高电压穿越时间阈值时,控制变流电路将向电网输出电流值由第三工作电流值降低至第一高电压穿越电流值的电流,以降低变流电路的输出端的电压值。
可以理解,如果在当前时刻电网发生故障,且供电系统在当前时刻的前一次进行高电压穿越的时长大于或等于一定阈值(例如,高电压穿越时间阈值),驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第一高电压穿越电流值的电流,从而使得系统可以进行稳定的高电压穿越。这里,第一高电压穿越电流值可以是系统提前或实时获取到的电流值,也可以是系统根据当前参数(例如,变流电路的输出端的工作电压、变流电路的输出端的工作电流、变流电路的输出端的额定电压、变流电路的输出端的额定电流等)计算得到的电流值,也可以是用户或制造商提前定义或实时定义的电流值,也可以是基于上一次高电压穿越时变流电路的输出端的电流值确定的电流值。这里,高电压穿越时间阈值可以是用户自定义的,也可以是根据各个国家或者地区的并网标准(比如德国的VDE-AR-N 4120,中国的GB/T 37408)中规定的低电压穿越最大持续时长。
在一些可行的实施方式中,驱动控制电路还可用于基于第三工作电流值、第四工作电压值和第五工作电压值获得第一高电压穿越电流值。这里,第一高电压穿越电流值如下公式:
其中,Iq3为第一高电压穿越电流值,Is3为第三工作电流值,Us4为第四工作电压值,Us5为第五工作电压值,K为穿越电流调节系数,In为变流电路的输出端的额定电流值,Un为变流电路的输出端的额定电压值。这里,系统可以在第三工作电流值的基础上,根据第四工作电压值与第五工作电压值的差值和变流电路的输出端的额定电压的比例,再结合穿越电流调节系数和变流电路的输出端的额定电流值确定第一高电压穿越电流值,计算方法简便且灵活,提高了系统的响应速度、精确度和适用性。
在一些可行的实施方式中,驱动控制电路还可用于基于第三工作电流值、第二触发电压值和第五工作电压值获得第一高电压穿越电流值。这里,第一高电压穿越电流值满足如下公式:
其中,Iq3为第一高电压穿越电流值,Is3为第三工作电流值,Uh为第二触发电压值,Us5为第五工作电压值,K为穿越电流调节系数,In为变流电路的输出端的额定电流值,Un 为变流电路的输出端的额定电压值。这里,系统可以在第三工作电流值的基础上,根据第二触发电压值与第五工作电压值的差值和变流电路的输出端的额定电压的比例,再结合穿越电流调节系数和变流电路的输出端的额定电流值确定第一高电压穿越电流值,计算方法简便、多样且灵活,提高了系统的响应速度、精确度和适用性。
进一步可以理解,在前次高电压穿越的过程中,驱动控制电路控制变流电路输出的无功电流的大小与电网的阻抗可能是匹配的,防止了变流电路的输出端的电压下降到过低的水平,系统不会因误判停止进行高电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新升高(例如,升高到标志电网故障的电压),如果前次高电压穿越时长大于或等于一定阈值(例如,高电压穿越时间阈值),可以认为前次高电压穿越比较稳定。换句话说,在本次高电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第一高电压穿越电流值的电流,从而使得供电系统进行高电压穿越。可以理解,此时变流电路输出的无功电流的大小与电网的阻抗比较匹配,这不会使得变流电路的输出端的电压下降到过低的水平,也防止系统因误判停止进行高电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新升高。也就是说,在本次高电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第一高电压穿越电流值的电流,可以使得供电系统进行稳定的高电压穿越,减少电路震荡,结构简单,控制方法简便,响应及时,安全性高,工作效率高。
在一些可行的实施方式中,驱动控制电路还可用于在电网故障且前次高电压穿越的时长小于高电压穿越时间阈值时,控制变流电路将向电网输出电流值由第三工作电流值降低至第二高电压穿越电流值的电流,以降低变流电路的输出端的电压值。这里,第二高电压穿越电流值大于第一高电压穿越电流值。
可以理解,如果在当前时刻电网发生故障,且供电系统在当前时刻的前一次进行高电压穿越的时长小于一定阈值(例如,高电压穿越时间阈值),驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第二高电压穿越电流值的电流,从而使得系统可以进行稳定的高电压穿越。这里,第二高电压穿越电流值大于第一高电压穿越电流值。这里,第二高电压穿越电流值可以是系统提前或实时获取到的大于第一高电压穿越电流值的电流值,也可以是系统根据当前参数(例如,变流电路的输出端的工作电压、变流电路的输出端的工作电流、变流电路的输出端的额定电压、变流电路的输出端的额定电流等)计算得到或获取到的大于第一高电压穿越电流值的电流值,也可以是用户或制造商提前定义或实时定义的大于第一高电压穿越电流值的电流值,也可以是基于上一次高电压穿越时变流电路的输出端的电流值确定的大于第一高电压穿越电流值的电流值。
具体请一并参见图3中的(c)部分和(d)部分,如图3中的(c)部分和(d)部分所示,可以理解,在前次高电压穿越的过程中,驱动控制电路控制变流电路输出的无功电流的大小与电网的阻抗可能是不匹配的,这可能使得变流电路的输出端的电压下降到过低的水平,进而导致系统因误判停止进行高电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新升高(例如,升高到标志电网故障的电压),最终导致前次高电压穿越时长小于一定阈值(例如,高电压穿越时间阈值)。换句话说,在本次高电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第二高电压穿越电流值的电流,从而使得供电系统进行稳定的高电压穿越。进一步可以理解,此时变流电路输出的无功电流的大小(例如,第二高电压穿越电流值)与电网的阻抗比较匹配,这不会使得变流电路的输出端的电压下降到过低的水平,也防止系统因误判停止进行高电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新升高。也就是说,在本次高电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第二高电压穿越电流值的电流,可以使得供电 系统进行稳定的高电压穿越,减少电路震荡,结构简单,控制方法简便,响应及时,安全性高,工作效率高。
在一些可行的实施方式中,驱动控制电路还可用于在变流电路向电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流的过程中,检测到变流电路的输出端的电压值降低至第六工作电压值,且第六工作电压值小于或等于第二恢复电压值时,获得变流电路向电网输出高电压穿越电流的时长作为本次高电压穿越的时长。这里,高电压穿越电流的电流值包括第一高电压穿越电流值或第二高电压穿越电流值,第二恢复电压值小于或等于第二触发电压值。可以理解,在进行高电压穿越的过程中,如果电网中的故障排除(例如,故障处被修复或故障区域电网被切断),变流电路的输出端的电压值会进一步下降,当变流电路的输出端的电压值下降到低于一定阈值(例如,第二恢复电压值)时,驱动控制电路可以获得变流电路向电网输出高电压穿越电流的时长(或者说,系统进行高电压穿越的时长)作为本次高电压穿越的时长。这里,本次高电压穿越的时长可以由驱动控制电路记录并获取,也可以由供电系统中的其他具有计时功能的元件记录并传输给驱动控制电路。在本申请中,供电系统获得高电压穿越的时长的方法简便、灵活、而且准确,提高了系统的响应速度和适用性。
在一些可行的实施方式中,驱动控制电路还可用于在变流电路向电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流的过程中,检测到变流电路的输出端的电压值降低至第六工作电压值,且第六工作电压值小于或等于第二恢复电压值时,控制变流电路将向电网输出电流值调整为第四工作电流值的电流。这里,高电压穿越电流的电流值包括第一高电压穿越电流值或第二高电压穿越电流值,第二恢复电压值小于或等于第二触发电压值,第四工作电流值大于高电压穿越电流的电流值中最大的高电压穿越电流的电流值。可以理解,在进行高电压穿越的过程中,如果电网中的故障排除(例如,故障处被修复或故障区域电网被切断),变流电路的输出端的电压值会进一步下降,当变流电路的输出端的电压值下降到低于一定阈值(例如,第二恢复电压值)时,变流电路可以增加输出的无功电流,以将变流电路的输出端的电压值恢复到故障前变流电路的输出端的电压值(例如,第四工作电压值)或者将变流电路的输出端的电压值调整到适合电网工作的电压值。也就是说,在变流电路向电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流的过程中,当检测到变流电路的输出端的电压值降低至第六工作电压值,且第六工作电压值小于或等于第二恢复电压值时,驱动控制电路可以控制变流电路向电网输出大小为第四工作电流值的电流。这里,第四工作电流值可以等于第三工作电流值。由此,驱动控制电路可以及时控制变流电路调整变流电路的输出端的电流,避免了变流电路长时间输出穿越电流而发热,控制方法简便、及时且灵活,提高了系统的响应速度、适用性和安全性。
参见图4,图4是本申请提供的供电系统的另一结构示意图。在图4所示的供电系统中还可包括直流母线,发电装置可通过直流母线和变流电路连接负载。这里,直流母线上可包括一个母线电容或者相互串联的多个母线电容,可用于储能,例如,如图4所示,直流母线上包括母线电容C。在图4所示的供电系统中,变流电路可将发电装置输出并存储至母线电容C两端的电能进行转换,并输出相应的电流和电压以维持电网工作。可选的,在一些可行的实施方式中,如图4所示,供电系统中还可以包括汇流箱,发电装置中的多个光伏组串可并联至汇流箱,通过汇流箱连接直流母线和/或变流电路。可以理解,发电装置中的多个光伏组串可并联至汇流箱之后通过汇流箱直接连接变流电路,也可通过汇流箱连接直流母线并通过直流母线连接变流电路,具体可根据实际应用场景设定,在此不做限制。
参见图5,图5是本申请提供的供电系统的另一结构示意图。在图5所示的供电系统中, 发电装置可通过汇流箱连接直流母线,并通过直流母线连接变流电路,变流电路通过变压器连接电网。换句话说,发电装置中的多个光伏组串的输出电流可以通过汇流箱(即多个光伏串列并联至汇流箱)汇流之后为变流电路提供输入电压。变流电路可将发电装置输出并存储至母线电容C两端的电能进行转换(例如,将直流电能转换为交流电能,并初步升压),进而输出相应的电流和电压给变压器。变压器可以进一步将电压进行提升并传输给电网,以维持电网工作。
参见图6,图6是本申请提供的供电系统的另一结构示意图。如图6所示,供电系统的负载中还可以包括并离网接线盒,变流电路可通过并离网接线盒对电网中的传输线、电力中转站点、蓄电池、通信基站或者家用设备等用电设备或电力传输设备进行供电。
在本申请中,供电系统中发电装置的表现方式多样,发电装置和变流电路的连接方式灵活,供电系统中功能模块的组成方式多样、灵活,可提高供电系统的应用场景的多样性,增强供电系统的适应性。同时,在上述图1至图6所示的任一供电系统中,供电系统都可以基于前次电压穿越的时长控制变流电路将向电网输出的电流,减少电路震荡,结构简单,控制方法简便,安全性高。为方便描述,下面将以图2所示的供电系统的结构对本申请实施例提供的供电系统的变流方法进行示例说明。
请参见图7,图7是本申请提供的供电系统的变流方法的一流程示意图。本申请提供的供电系统的变流方法适用于上述图1至图6所示的任一供电系统。如图7所示,本申请提供的供电系统的变流方法包括如下步骤:
S701:获取变流电路的输出端的电压值。
S702:判断变流电路的输出端的电压值是否小于或等于第一触发电压值,若判断结果为是,则执行步骤S703,若判断结果为否,则执行步骤S701。
在一些可行的实施方式中,可以获取变流电路的输出端的电压值,当检测到变流电路的输出端的电压值由第一工作电压值降低至第二工作电压值,且第二工作电压值小于第一触发电压值时,变流电路判断检测到电网的工作状态为故障。可以理解,在供电系统向电网传输电能时,电网可能发生某些故障(例如,部分电网(比如部分传输线或其他元件)发生对地感性的短路)导致变流电路的输出端的电压下降,当变流电路的输出端的电压值降低到低于一定阈值(例如,变流电路的输出端的电压值由第一工作电压值降低至第二工作电压值,且第二工作电压值小于第一触发电压值时),系统可以判断电网出现故障,进而进行相应的调整(例如,进行低电压穿越),从而维持电网工作,这种故障判断方法较为简便、迅速,响应及时,工作效率高,也提高了系统的安全性。
S703:获取前次低电压穿越的时长。
S704:判断前次低电压穿越的时长是否大于或等于低电压穿越时间阈值,若判断结果为是,则执行步骤S705,若判断结果为否,则执行步骤S706。
S705:驱动控制电路控制变流电路将向电网输出电流值由第一工作电流值提升至第一低电压穿越电流值的电流,并继续获取变流电路的输出端的电压值。
在一些可行的实施方式中,当检测到电网故障且前次低电压穿越的时长大于或等于低电压穿越时间阈值时,驱动控制电路控制变流电路将向电网输出电流值由第一工作电流值提升至第一低电压穿越电流值的电流,以提高变流电路的输出端的电压值。可以理解,如果在当前时刻电网发生故障,且供电系统在当前时刻的前一次进行低电压穿越的时长大于或等于一定阈值(例如,低电压穿越时间阈值),驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第一低电压穿越电流值的电流,从而使得系统可以进行稳定的低电压穿越。这里,第一低电压穿越 电流值可以是系统提前或实时获取到的电流值,也可以是系统根据当前系统参数(例如,变流电路的输出端的工作电压、变流电路的输出端的工作电流、变流电路的输出端的额定电压、变流电路的输出端的额定电流等)计算得到的电流值,也可以是用户或制造商提前定义或实时定义的电流值,也可以是基于上一次低电压穿越时变流电路的输出端的电流值确定的电流值。可以理解,在前次低电压穿越的过程中,驱动控制电路控制变流电路输出的无功电流的大小与电网的阻抗可能是匹配的,防止了变流电路的输出端的电压上升到过高的水平,系统不会因误判停止进行低电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新回落(例如,回落到标志电网故障的电压),如果前次低电压穿越时长大于或等于一定阈值(例如,低电压穿越时间阈值),可以认为前次低电压穿越比较稳定。换句话说,在本次低电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第一低电压穿越电流值的电流,从而使得供电系统进行低电压穿越。可以理解,此时变流电路输出的无功电流的大小与电网的阻抗比较匹配,这不会使得变流电路的输出端的电压上升到过高的水平,也防止系统因误判停止进行低电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新回落。也就是说,在本次低电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第一低电压穿越电流值的电流,可以使得供电系统进行稳定的低电压穿越,减少电路震荡,结构简单,控制方法简便,响应及时,安全性高,工作效率高。
在一些可行的实施方式中,第一低电压穿越电流值满足如下公式:
其中,Iq1为第一低电压穿越电流值,Is1为第一工作电流值,Us1为第一工作电压值,Us2为第二工作电压值,K为穿越电流调节系数,In为变流电路的输出端的额定电流值,Un为变流电路的输出端的额定电压值。这里,系统可以在第一工作电流值的基础上,根据第一工作电压值与第二工作电压值的差值和变流电路的输出端的额定电压的比例,再结合穿越电流调节系数和变流电路的输出端的额定电流值确定第一低电压穿越电流值,计算方法简便且灵活,提高了系统的响应速度、精确度和适用性。
在一些可行的实施方式中,第一低电压穿越电流值满足如下公式:
其中,Iq1为第一低电压穿越电流值,Is1为第一工作电流值,Ul为第一触发电压值,Us2为第二工作电压值,K为穿越电流调节系数,In为变流电路的输出端的额定电流值,Un为变流电路的输出端的额定电压值。这里,系统可以在第一工作电流值的基础上,根据第一触发电压值与第二工作电压值的差值和变流电路的输出端的额定电压的比例,再结合穿越电流调节系数和变流电路的输出端的额定电流值确定第一低电压穿越电流值,计算方法简便、多样且灵活,提高了系统的响应速度、精确度和适用性。
S706:驱动控制电路控制变流电路将向电网输出电流值由第一工作电流值提升至第二低电压穿越电流值的电流,并继续获取变流电路的输出端的电压值。
在一些可行的实施方式中,当检测到电网故障且前次低电压穿越的时长小于低电压穿越时间阈值时,驱动控制电路控制变流电路将向电网输出的电流的电流值由第一工作电流值提升至第二低电压穿越电流值的电流,以提高变流电路的输出端的电压值。这里,第二低电压穿越电流值小于第一低电压穿越电流值。可以理解,如果在当前时刻电网发生故障,且供电系统在当前时刻的前一次进行低电压穿越的时长小于一定阈值(例如,低电压穿越时间阈值), 驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第二低电压穿越电流值的电流,从而使得系统可以进行稳定的低电压穿越。这里,第二低电压穿越电流值小于第一低电压穿越电流值。这里,第二低电压穿越电流值可以是系统提前或实时获取到的小于第一低电压穿越电流值的电流值,也可以是系统根据当前参数(例如,变流电路的输出端的工作电压、变流电路的输出端的工作电流、变流电路的输出端的额定电压、变流电路的输出端的额定电流等)计算得到或获取到的小于第一低电压穿越电流值的电流值,也可以是用户或制造商提前定义或实时定义的小于第一低电压穿越电流值的电流值,也可以是基于上一次低电压穿越时变流电路的输出端的电流值确定的小于第一低电压穿越电流值的电流值。可以理解,在前次低电压穿越的过程中,驱动控制电路控制变流电路输出的无功电流的大小与电网的阻抗可能是不匹配的,这可能使得变流电路的输出端的电压上升到过高的水平,进而导致系统因误判停止进行低电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新回落(例如,回落到标志电网故障的电压),最终导致前次低电压穿越时长小于一定阈值(例如,低电压穿越时间阈值)。换句话说,在本次低电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第二低电压穿越电流值的电流,从而使得供电系统进行稳定的低电压穿越。进一步可以理解,此时变流电路输出的无功电流的大小(例如,第二低电压穿越电流值)与电网的阻抗比较匹配,这不会使得变流电路的输出端的电压上升到过高的水平,也防止系统因误判停止进行低电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新回落。也就是说,在本次低电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第二低电压穿越电流值的电流,可以使得供电系统进行稳定的低电压穿越,减少电路震荡,结构简单,控制方法简便,响应及时,安全性高,工作效率高。
S707:判断变流电路的输出端的电压值是否大于或等于第一恢复电压值,若判断结果为是,则执行步骤S708,若判断结果为否,则按照变流电路的输出端的电流值执行步骤S705或步骤S706。
S708:驱动控制电路获得变流电路向电网输出穿越电流的时长作为本次低电压穿越的时长,并控制变流电路将向电网输出电流值调整为第二工作电流值的电流。
在一些可行的实施方式中,在变流电路向电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流的过程中,当检测到变流电路的输出端的电压值上升至第三工作电压值,且第三工作电压值大于或等于第一恢复电压值时,驱动控制电路获得变流电路向电网输出穿越电流的时长作为本次低电压穿越的时长。这里,低电压穿越电流的电流值包括第一低电压穿越电流值或第二低电压穿越电流值,第一恢复电压值大于或等于第一触发电压值。可以理解,在进行低电压穿越的过程中,如果电网中的故障排除(例如,故障处被修复或故障区域电网被切断),变流电路的输出端的电压值会进一步上升,当变流电路的输出端的电压值提升到高于一定阈值(例如,第一恢复电压值)时,驱动控制电路可以获得变流电路向电网输出低电压穿越电流的时长(或者说,系统进行低电压穿越的时长)作为本次低电压穿越的时长。这里,本次低电压穿越的时长可以由驱动控制电路记录并获取,也可以由供电系统中的其他具有计时功能的元件记录并传输给驱动控制电路。在本申请中,供电系统获得低电压穿越的时长的方法简便、灵活、而且准确,提高了系统的响应速度和适用性。
在一些可行的实施方式中,在变流电路向电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流的过程中,当检测到变流电路的输出端的电压值上升至第三工作电压值,且第三工作电压值大于或等于第一恢复电压值时,驱动控制电路控制变流电路将向电网输出电流值调整为第二工作电流值的电流。这里,低电压穿越电流的电流值包括第一低电压穿越电流值或第二低电压穿越电流值,第一恢复电压值大于或等于第一触发电压值,第二工作电 流值小于低电压穿越电流的电流值中最小的低电压穿越电流的电流值。可以理解,在进行低电压穿越的过程中,如果电网中的故障排除(例如,故障处被修复或故障区域电网被切断),变流电路的输出端的电压值会进一步上升,当变流电路的输出端的电压值提升到高于一定阈值(例如,第一恢复电压值)时,变流电路可以减少输出的无功电流,以将变流电路的输出端的电压值恢复到故障前变流电路的输出端的电压值(例如,第一工作电压值)或者将变流电路的输出端的电压值调整到适合电网工作的电压值。也就是说,在变流电路向电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流的过程中,当检测到变流电路的输出端的电压值上升至第三工作电压值,且第三工作电压值大于或等于第一恢复电压值时,驱动控制电路可以控制变流电路向电网输出大小为第二工作电流值的电流。这里,第二工作电流值可以等于第一工作电流值。由此,驱动控制电路可以及时控制变流电路调整变流电路的输出端的电流,避免了变流电路长时间输出穿越电流而发热,控制方法简便、及时且灵活,提高了系统的响应速度、适用性和安全性。
在本申请中,供电系统可以基于前次电压穿越的时长控制变流电路将向电网输出的电流,减少电路震荡,结构简单,控制方法简便,安全性高。
请参见图8,图8是本申请提供的供电系统的变流方法的另一流程示意图。本申请提供的供电系统的变流方法适用于上述图1至图6所示的任一供电系统。如图8所示,本申请提供的供电系统的变流方法包括如下步骤:
S801:获取变流电路的输出端的电压值。
S802:判断变流电路的输出端的电压值是否大于或等于第二触发电压值,若判断结果为是,则执行步骤S803,若判断结果为否,则执行步骤S801。
在一些可行的实施方式中,可以获取变流电路的输出端的电压值,当检测到变流电路的输出端的电压值由第四工作电压值升高至第五工作电压值,且第五工作电压值大于第二触发电压值时,变流电路判断检测到电网的工作状态为故障。可以理解,在供电系统向电网传输电能时,电网可能发生某些故障(例如,部分电网(比如部分传输线或其他元件)发生对地容性的短路)导致变流电路的输出端的电压上升,当变流电路的输出端的电压值上升到高于一定阈值(例如,变流电路的输出端的电压值由第四工作电压值升高至第五工作电压值,且第五工作电压值大于第二触发电压值时),系统可以判断电网出现故障,进而进行相应的调整(例如,进行高电压穿越),从而维持电网工作,这种故障判断方法较为简便、迅速,响应及时,工作效率高,也提高了系统的安全性。
S803:获取前次高电压穿越的时长。
S804:判断前次高电压穿越的时长是否大于或等于高电压穿越时间阈值,若判断结果为是,则执行步骤S805,若判断结果为否,则执行步骤S806。
S805:驱动控制电路控制变流电路将向电网输出电流值由第三工作电流值提升至第一高电压穿越电流值的电流,并继续获取变流电路的输出端的电压值。
在一些可行的实施方式中,当检测到电网故障且前次高电压穿越的时长大于或等于高电压穿越时间阈值时,驱动控制电路控制变流电路将向电网输出电流值由第三工作电流值降低至第一高电压穿越电流值的电流,以降低变流电路的输出端的电压值。可以理解,如果在当前时刻电网发生故障,且供电系统在当前时刻的前一次进行高电压穿越的时长大于或等于一定阈值(例如,高电压穿越时间阈值),驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第一高电压穿越电流值的电流,从而使得系统可以进行稳定的高电压穿越。这里,第一高电压穿越电流值可以是系统提前或实时获取到的电流值,也可以是系统根据当前参数(例如,变流电 路的输出端的工作电压、变流电路的输出端的工作电流、变流电路的输出端的额定电压、变流电路的输出端的额定电流等)计算得到的电流值,也可以是用户或制造商提前定义或实时定义的电流值,也可以是基于上一次高电压穿越时变流电路的输出端的电流值确定的电流值。
可以理解,在前次高电压穿越的过程中,驱动控制电路控制变流电路输出的无功电流的大小与电网的阻抗可能是匹配的,防止了变流电路的输出端的电压下降到过低的水平,系统不会因误判停止进行高电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新升高(例如,升高到标志电网故障的电压),如果前次高电压穿越时长大于或等于一定阈值(例如,高电压穿越时间阈值),可以认为前次高电压穿越比较稳定。换句话说,在本次高电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第一高电压穿越电流值的电流,从而使得供电系统进行高电压穿越。可以理解,此时变流电路输出的无功电流的大小与电网的阻抗比较匹配,这不会使得变流电路的输出端的电压下降到过低的水平,也防止系统因误判停止进行高电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新升高。也就是说,在本次高电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第一高电压穿越电流值的电流,可以使得供电系统进行稳定的高电压穿越,减少电路震荡,结构简单,控制方法简便,响应及时,安全性高,工作效率高。
在一些可行的实施方式中,第一高电压穿越电流值满足如下公式:
其中,Iq3为第一高电压穿越电流值,Is3为第三工作电流值,Us4为第四工作电压值,Us5为第五工作电压值,K为穿越电流调节系数,In为变流电路的输出端的额定电流值,Un为变流电路的输出端的额定电压值。这里,系统可以在第三工作电流值的基础上,根据第四工作电压值与第五工作电压值的差值和变流电路的输出端的额定电压的比例,再结合穿越电流调节系数和变流电路的输出端的额定电流值确定第一高电压穿越电流值,计算方法简便且灵活,提高了系统的响应速度、精确度和适用性。
在一些可行的实施方式中,第一高电压穿越电流值满足如下公式:
其中,Iq3为第一高电压穿越电流值,Is3为第三工作电流值,Uh为第二触发电压值,Us5为第五工作电压值,K为穿越电流调节系数,In为变流电路的输出端的额定电流值,Un为变流电路的输出端的额定电压值。这里,系统可以在第三工作电流值的基础上,根据第二触发电压值与第五工作电压值的差值和变流电路的输出端的额定电压的比例,再结合穿越电流调节系数和变流电路的输出端的额定电流值确定第一高电压穿越电流值,计算方法简便、多样且灵活,提高了系统的响应速度、精确度和适用性。
S806:驱动控制电路控制变流电路将向电网输出电流值由第三工作电流值提升至第二高电压穿越电流值的电流,并继续获取变流电路的输出端的电压值。
在一些可行的实施方式中,当检测到电网故障且前次高电压穿越的时长小于高电压穿越时间阈值时,控制变流电路将向电网输出电流值由第三工作电流值降低至第二高电压穿越电流值的电流,以降低变流电路的输出端的电压值。这里,第二高电压穿越电流值大于第一高电压穿越电流值。可以理解,如果在当前时刻电网发生故障,且供电系统在当前时刻的前一次进行高电压穿越的时长小于一定阈值(例如,高电压穿越时间阈值),驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第二高电压穿越电流值的电流,从而使得系统可以进行稳定的高电 压穿越。这里,第二高电压穿越电流值大于第一高电压穿越电流值。这里,第二高电压穿越电流值可以是系统提前或实时获取到的大于第一高电压穿越电流值的电流值,也可以是系统根据当前参数(例如,变流电路的输出端的工作电压、变流电路的输出端的工作电流、变流电路的输出端的额定电压、变流电路的输出端的额定电流等)计算得到或获取到的大于第一高电压穿越电流值的电流值,也可以是用户或制造商提前定义或实时定义的大于第一高电压穿越电流值的电流值,也可以是基于上一次高电压穿越时变流电路的输出端的电流值确定的大于第一高电压穿越电流值的电流值。可以理解,在前次高电压穿越的过程中,驱动控制电路控制变流电路输出的无功电流的大小与电网的阻抗可能是不匹配的,这可能使得变流电路的输出端的电压下降到过低的水平,进而导致系统因误判停止进行高电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新升高(例如,升高到标志电网故障的电压),最终导致前次高电压穿越时长小于一定阈值(例如,高电压穿越时间阈值)。换句话说,在本次高电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第二高电压穿越电流值的电流,从而使得供电系统进行稳定的高电压穿越。进一步可以理解,此时变流电路输出的无功电流的大小(例如,第二高电压穿越电流值)与电网的阻抗比较匹配,这不会使得变流电路的输出端的电压下降到过低的水平,也防止系统因误判停止进行高电压穿越造成电压变流电路的输出端的电压重新升高。也就是说,在本次高电压穿越中,驱动控制电路可以控制变流电路输出电流值为第二高电压穿越电流值的电流,可以使得供电系统进行稳定的高电压穿越,减少电路震荡,结构简单,控制方法简便,响应及时,安全性高,工作效率高。
S807:判断变流电路的输出端的电压值是否小于或等于第二恢复电压值,若判断结果为是,则执行步骤S808,若判断结果为否,则按照变流电路的输出端的电流值执行步骤S805或步骤S806。
S808:驱动控制电路获得变流电路向电网输出穿越电流的时长作为本次高电压穿越的时长,并控制变流电路将向电网输出电流值调整为第四工作电流值的电流。
在一些可行的实施方式中,在变流电路向电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流的过程中,当检测到变流电路的输出端的电压值降低至第六工作电压值,且第六工作电压值小于或等于第二恢复电压值时,驱动控制电路获得变流电路向电网输出第三穿越电流的时长作为本次高电压穿越的时长。这里,穿越电流的电流值包括第一高电压穿越电流值或第二高电压穿越电流值,第二恢复电压值小于或等于第二触发电压值。可以理解,在进行高电压穿越的过程中,如果电网中的故障排除(例如,故障处被修复或故障区域电网被切断),变流电路的输出端的电压值会进一步下降,当变流电路的输出端的电压值下降到低于一定阈值(例如,第二恢复电压值)时,驱动控制电路可以获得变流电路向电网输出高电压穿越电流的时长(或者说,系统进行高电压穿越的时长)作为本次高电压穿越的时长。这里,本次高电压穿越的时长可以由驱动控制电路记录并获取,也可以由供电系统中的其他具有计时功能的元件记录并传输给驱动控制电路。在本申请中,供电系统获得高电压穿越的时长的方法简便、灵活、而且准确,提高了系统的响应速度和适用性。
在一些可行的实施方式中,在变流电路向电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流的过程中,当检测到变流电路的输出端的电压值降低至第六工作电压值,且第六工作电压值小于或等于第二恢复电压值时,控制变流电路将向电网输出电流值调整为第四工作电流值的电流。这里,高电压穿越电流的电流值包括第一高电压穿越电流值或第二高电压穿越电流值,第二恢复电压值小于或等于第二触发电压值,第四工作电流值大于高电压穿越电流的电流值中最大的高电压穿越电流的电流值。可以理解,在进行高电压穿越的过 程中,如果电网中的故障排除(例如,故障处被修复或故障区域电网被切断),变流电路的输出端的电压值会进一步下降,当变流电路的输出端的电压值下降到低于一定阈值(例如,第二恢复电压值)时,变流电路可以增加输出的无功电流,以将变流电路的输出端的电压值恢复到故障前变流电路的输出端的电压值(例如,第四工作电压值)或者将变流电路的输出端的电压值调整到适合电网工作的电压值。也就是说,在变流电路向电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流的过程中,当检测到变流电路的输出端的电压值降低至第六工作电压值,且第六工作电压值小于或等于第二恢复电压值时,驱动控制电路可以控制变流电路向电网输出大小为第四工作电流值的电流。这里,第四工作电流值可以等于第三工作电流值。由此,驱动控制电路可以及时控制变流电路调整变流电路的输出端的电流,避免了变流电路长时间输出穿越电流而发热,控制方法简便、及时且灵活,提高了系统的响应速度、适用性和安全性。
在本申请中,供电系统可以基于前次电压穿越的时长控制变流电路将向电网输出的电流,减少电路震荡,结构简单,控制方法简便,安全性高。
以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (28)

  1. 一种供电系统,其特征在于,所述供电系统包括发电装置、变流电路和驱动控制电路;所述发电装置连接所述变流电路的输入端,所述变流电路的输出端连接电网,所述驱动控制电路与所述变流电路相连;
    所述驱动控制电路用于在所述电网故障时,基于前次低电压穿越的时长控制所述变流电路将向所述电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流,以提高所述变流电路的输出端的电压值,其中,所述前次低电压穿越为距离当前最近的一次低电压穿越。
  2. 根据权利要求1所述的供电系统,其特征在于,所述驱动控制电路还用于在所述电网故障且所述前次低电压穿越的时长大于或等于低电压穿越时间阈值时,控制所述变流电路将向所述电网输出电流值由第一工作电流值提升至第一低电压穿越电流值的电流,以提高所述变流电路的输出端的电压值。
  3. 根据权利要求2所述的供电系统,其特征在于,所述驱动控制电路还用于在所述电网故障且所述前次低电压穿越的时长小于低电压穿越时间阈值时,控制所述变流电路将向所述电网输出电流值由第一工作电流值提升至第二低电压穿越电流值的电流,以提高所述变流电路的输出端的电压值,其中,所述第二低电压穿越电流值小于所述第一低电压穿越电流值。
  4. 根据权利要求1-3任一项所述的供电系统,其特征在于,所述变流电路用于在检测到所述变流电路的输出端的电压值由第一工作电压值降低至第二工作电压值,且所述第二工作电压值小于第一触发电压值时,判断所述电网故障。
  5. 根据权利要求1-4任一项所述的供电系统,其特征在于,所述驱动控制电路还用于在所述变流电路向所述电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流的过程中,检测到所述变流电路的输出端的电压值上升至第三工作电压值,且所述第三工作电压值大于或等于第一恢复电压值时,获得所述变流电路向所述电网输出所述低电压穿越电流的时长作为本次低电压穿越的时长,其中,所述低电压穿越电流的电流值包括第一低电压穿越电流值或第二低电压穿越电流值,所述第一恢复电压值大于或等于第一触发电压值。
  6. 根据权利要求1-5任一项所述的供电系统,其特征在于,所述驱动控制电路还用于在所述变流电路向所述电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流的过程中,检测到所述变流电路的输出端的电压值上升至第三工作电压值,且所述第三工作电压值大于或等于第一恢复电压值时,控制所述变流电路将向所述电网输出电流值调整为第二工作电流值的电流,其中,所述低电压穿越电流的电流值包括第一低电压穿越电流值或第二低电压穿越电流值,所述第一恢复电压值大于或等于第一触发电压值,所述第二工作电流值小于所述低电压穿越电流的电流值中最小的低电压穿越电流的电流值。
  7. 根据权利要求1-6任一项所述的供电系统,其特征在于,所述驱动控制电路还用于基于所述第一工作电流值、第一工作电压值和第二工作电压值获得第一低电压穿越电流值,其中,所述第一低电压穿越电流值满足:
    其中,Iq1为所述第一低电压穿越电流值,Is1为所述第一工作电流值,Us1为所述第一工作电压值,Us2为所述第二工作电压值,K为穿越电流调节系数,In为所述变流电路的输出端的额定电流值,Un为所述变流电路的输出端的额定电压值。
  8. 根据权利要求1-6任一项所述的供电系统,其特征在于,所述驱动控制电路还用于基于所述第一工作电流值、第一触发电压值和第二工作电压值获得第一低电压穿越电流值,其中,所述第一低电压穿越电流值满足:
    其中,Iq1为所述第一低电压穿越电流值,Is1为所述第一工作电流值,Ul为所述第一触发电压值,Us2为所述第二工作电压值,K为穿越电流调节系数,In为所述变流电路的输出端的额定电流值,Un为所述变流电路的输出端的额定电压值。
  9. 根据权利要求1-8任一项所述的供电系统,其特征在于,所述驱动控制电路还用于在所述电网故障时,基于前次高电压穿越的时长控制所述变流电路向所述电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流,以降低所述变流电路的输出端的电压值,其中,所述前次高电压穿越为距离当前最近的一次高电压穿越。
  10. 根据权利要求9所述的供电系统,其特征在于,所述驱动控制电路还用于在所述电网故障且所述前次高电压穿越的时长大于或等于高电压穿越时间阈值时,控制所述变流电路将向所述电网输出电流值由第三工作电流值降低至第一高电压穿越电流值的电流,以降低所述变流电路的输出端的电压值。
  11. 根据权利要求10所述的供电系统,其特征在于,所述驱动控制电路还用于在所述电网故障且所述前次高电压穿越的时长小于高电压穿越时间阈值时,控制所述变流电路将向所述电网输出电流值由第三工作电流值降低至第二高电压穿越电流值的电流,以降低所述变流电路的输出端的电压值,其中,所述第二高电压穿越电流值大于所述第一高电压穿越电流值。
  12. 根据权利要求9-11任一项所述的供电系统,其特征在于,所述变流电路用于在检测到所述变流电路的输出端的电压值由第四工作电压值升高至第五工作电压值,且所述第五工作电压值大于第二触发电压值时,判断所述电网故障。
  13. 根据权利要求9-12任一项所述的供电系统,其特征在于,所述驱动控制电路还用于在所述变流电路向所述电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流的过程中,检测到所述变流电路的输出端的电压值降低至第六工作电压值,且所述第六工作电压值小于或等于第二恢复电压值时,获得所述变流电路向所述电网输出所述高电压穿越电流的时长作为本次高电压穿越的时长,其中,所述高电压穿越电流的电流值包括第一高电压穿越电流值或第二高电压穿越电流值,所述第二恢复电压值小于或等于第二触发电压值。
  14. 根据权利要求9-13任一项所述的供电系统,其特征在于,所述驱动控制电路还用于在所述变流电路向所述电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流的过程中,检测到所述变流电路的输出端的电压值降低至第六工作电压值,且所述第六工作电压值小于或等于第二恢复电压值时,控制所述变流电路将向所述电网输出电流值调整为第四工作电流值的电流,其中,所述高电压穿越电流的电流值包括所述第一高电压穿越电流值或所述第二高电压穿越电流值,所述第二恢复电压值小于或等于第二触发电压值,所述第四工作电流值大于所述高电压穿越电流的电流值中最大的高电压穿越电流的电流值。
  15. 根据权利要求9-14任一项所述的供电系统,其特征在于,所述驱动控制电路还用于基于所述第三工作电流值、第四工作电压值和第五工作电压值获得第一高电压穿越电流值,其中,所述第一高电压穿越电流值满足:
    其中,Iq3为所述第一高电压穿越电流值,Is3为所述第三工作电流值,Us4为第四工作电压值,Us5为所述第五工作电压值,K为穿越电流调节系数,In为所述变流电路的输出端的额定电流值,Un为所述变流电路的输出端的额定电压值。
  16. 根据权利要求9-14任一项所述的供电系统,其特征在于,所述驱动控制电路还用于基于所述第三工作电流值、第二触发电压值和第五工作电压值获得第一高电压穿越电流值,其中,所述第一高电压穿越电流值满足:
    其中,Iq3为所述第一高电压穿越电流值,Is3为所述第三工作电流值,Uh为所述第二触发电压值,Us5为所述第五工作电压值,K为穿越电流调节系数,In为所述变流电路的输出端的额定电流值,Un为所述变流电路的输出端的额定电压值。
  17. 一种供电系统的变流方法,其特征在于,所述变流方法适用于如权利要求1-16任一项所述的供电系统,所述方法包括:
    检测所述供电系统连接的电网的工作状态;
    当检测到所述电网的工作状态为故障时,所述驱动控制电路基于前次低电压穿越的时长控制所述变流电路将向所述电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流,以提高所述变流电路的输出端的电压值,其中,所述前次低电压穿越为距离当前最近的一次低电压穿越。
  18. 根据权利要求17所述的变流方法,其特征在于,所述驱动控制电路基于前次低电压穿越的时长控制所述变流电路将向所述电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流包括:
    当检测到所述电网故障且所述前次低电压穿越的时长大于或等于低电压穿越时间阈值时,所述驱动控制电路控制所述变流电路将向所述电网输出电流值由第一工作电流值提升至第一低电压穿越电流值的电流。
  19. 根据权利要求18所述的变流方法,其特征在于,所述驱动控制电路基于前次低电压穿越的时长控制所述变流电路将向所述电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流还包括:
    当检测到所述电网故障且所述前次低电压穿越的时长小于低电压穿越时间阈值时,所述驱动控制电路控制所述变流电路将向所述电网输出的电流的电流值由第一工作电流值提升至第二低电压穿越电流值的电流,以提高所述变流电路的输出端的电压值,其中,所述第二低电压穿越电流值小于所述第一低电压穿越电流值。
  20. 根据权利要求17-19任一项所述的变流方法,其特征在于,所述检测所述供电系统连接的电网的工作状态包括:
    获取所述变流电路的输出端的电压值;
    当检测到所述变流电路的输出端的电压值由第一工作电压值降低至第二工作电压值,且所述第二工作电压值小于第一触发电压值时,所述变流电路判断检测到所述电网的工作状态为故障。
  21. 根据权利要求17-20任一项所述的变流方法,其特征在于,所述方法还包括:
    在所述变流电路向所述电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流的过程中,当检测到所述变流电路的输出端的电压值上升至第三工作电压值,且所述第三工作电压值大于或等于第一恢复电压值时,所述驱动控制电路获得所述变流电路向所述电网输出所述穿越电流的时长作为本次低电压穿越的时长,其中,所述低电压穿越电流的电流值包括第一低电压穿越电流值或第二低电压穿越电流值,所述第一恢复电压值大于或等于第一触发电压值。
  22. 根据权利要求17-21任一项所述的变流方法,其特征在于,所述方法还包括:
    在所述变流电路向所述电网输出电流值由第一工作电流值提升至低电压穿越电流值的电流的过程中,当检测到所述变流电路的输出端的电压值上升至第三工作电压值,且所述第三工作电压值大于或等于第一恢复电压值时,所述驱动控制电路控制所述变流电路将向所述电网输出电流值调整为第二工作电流值的电流,其中,所述低电压穿越电流的电流值包括第一低电压穿越电流值或第二低电压穿越电流值,所述第一恢复电压值大于或等于第一触发电压值,所述第二工作电流值小于所述低电压穿越电流的电流值中最小的低电压穿越电流的电流值。
  23. 根据权利要求17-22任一项所述的变流方法,其特征在于,所述方法还包括:
    检测所述供电系统连接的电网的工作状态;
    当检测到所述电网的工作状态为故障时,所述驱动控制电路基于前次高电压穿越的时长控制所述变流电路向所述电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流,以降低所述变流电路的输出端的电压值,其中,所述前次高电压穿越为距离当前最近的一次低电压穿越。
  24. 根据权利要求23所述的变流方法,其特征在于,所述驱动控制电路基于前次高电压穿越的时长控制所述变流电路向所述电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电 流值的电流包括:
    当检测到所述电网故障且所述前次高电压穿越的时长大于或等于高电压穿越时间阈值时,所述驱动控制电路控制所述变流电路将向所述电网输出电流值由第三工作电流值降低至所述第一高电压穿越电流值的电流,以降低所述变流电路的输出端的电压值。
  25. 根据权利要求24所述的变流方法,其特征在于,所述驱动控制电路基于前次高电压穿越的时长控制所述变流电路向所述电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流还包括:
    当检测到所述电网故障且所述前次高电压穿越的时长小于高电压穿越时间阈值时,控制所述变流电路将向所述电网输出电流值由第三工作电流值降低至所述第二高电压穿越电流值的电流,以降低所述变流电路的输出端的电压值,其中,所述第二高电压穿越电流值大于所述第一高电压穿越电流值。
  26. 根据权利要求23-25任一项所述的变流方法,其特征在于,所述检测所述供电系统连接的电网的工作状态包括:
    获取所述变流电路的输出端的电压值;
    当检测到所述变流电路的输出端的电压值由第四工作电压值升高至第五工作电压值,且所述第五工作电压值大于第二触发电压值时,所述变流电路判断检测到所述电网的工作状态为故障。
  27. 根据权利要求23-26任一项所述的变流方法,其特征在于,所述方法还包括:
    在所述变流电路向所述电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流的过程中,当检测到所述变流电路的输出端的电压值降低至第六工作电压值,且所述第六工作电压值小于或等于第二恢复电压值时,所述驱动控制电路获得所述变流电路向所述电网输出所述第三穿越电流的时长作为本次高电压穿越的时长,其中,所述穿越电流的电流值包括第一高电压穿越电流值或第二高电压穿越电流值,所述第二恢复电压值小于或等于第二触发电压值。
  28. 根据权利要求23-27任一项所述的变流方法,其特征在于,所述方法还包括:
    在所述变流电路向所述电网输出电流值由第三工作电流值降低至高电压穿越电流值的电流的过程中,当检测到所述变流电路的输出端的电压值降低至第六工作电压值,且所述第六工作电压值小于或等于第二恢复电压值时,控制所述变流电路将向所述电网输出电流值调整为第四工作电流值的电流,其中,所述高电压穿越电流的电流值包括所述第一高电压穿越电流值或所述第二高电压穿越电流值,所述第二恢复电压值小于或等于第二触发电压值,所述第四工作电流值大于所述高电压穿越电流的电流值中最大的高电压穿越电流的电流值。
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