CN117748601A - 一种并网系统及同步方法 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种并网系统及同步方法，并网系统包括：控制器、总开关、变压器和变流器；变流器的输出端连接变压器的低压侧，变压器的高压侧用于通过总开关连接电网；在变流器并网前，总开关断开；控制器，用于控制所述变流器进行离网启动，根据电网的电压相位和变压器的高压侧的电压相位的相位比较结果，闭环控制离网启动的变流器的电压频率，使变压器的高压侧的电压相位与电网的电压相位一致。将变化较快的相位转换成变化速度较慢的频率，控制器控制变流器的输出电压的频率来逐渐逼近电网的频率，从而实现相位的控制，从而实现总开关两侧相位的快速同步。
Description
技术领域
本申请涉及并网技术领域，具体涉及一种并网系统及同步方法。
背景技术
并网系统包括变流器和升压变压器，例如，并网系统可以应用于大型光伏电站或者分布式并网发电系统中。并网系统将直流侧的能量进行逆变之后，通过升压变压器将能量馈送到中高压电网中。
并网系统为光伏发电并网系统时，在夜间或者阴雨天等光照条件很差的情况下，并网系统会处于待机状态，而升压变压器会一直与中高压电网相连接，这样在并网系统待机时，升压变压器将会产生空载损耗。为解决上述问题，在变压器的高压侧和电网之间设置总开关，夜间断开总开关，从而减少升压变压器的空载损耗。
与常规的变流器并网过程中电压同步的区别是，由于总开关断开，变流器无法对电网电压进行实时采样，获得电网电压的控制器又无法直接控制变流器的输出电压，因此常规控制方式无法实现变流器与的电网同步。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种并网系统及同步方法，能够快速实现总开关两侧的电压的同步。
本申请提供一种并网系统，包括：控制器、总开关、变压器和变流器；
变流器的输出端连接变压器的低压侧，变压器的高压侧用于通过总开关连接电网；在变流器并网前，总开关断开；
控制器，用于控制所述变流器进行离网启动，根据电网的电压相位和变压器的高压侧的电压相位的相位比较结果，闭环控制离网启动的变流器的电压频率，使变压器的高压侧的电压相位与电网的电压相位一致。
在一种可能的实现方式中，控制器，还用于根据电网的电压幅值和变压器的高压侧的电压幅值的幅值比较结果，闭环控制离网启动的变流器的电压幅值，使变压器的高压侧的电压幅值与电网的电压幅值一致。
在一种可能的实现方式中，并网系统包括N个变压器和M个变流器，M和N均为整数，M大于等于N；一个变压器连接一个或多个变流器。
在一种可能的实现方式中，控制器，根据电网的电压幅值和变压器的高压侧的电压幅值的幅值比较结果，闭环控制离网启动的变流器的电压幅值，具体用于：
将电网的电压幅值和变压器的高压侧的电压幅值的差值经过调节器获得幅值比较结果，将幅值比较结果进行限幅获得限幅后的电压幅值命令，将电压幅值命令发送给离网启动的变流器，控制离网启动的变流器的电压幅值。
在一种可能的实现方式中，控制器，根据电网的电压相位和变压器的高压侧的电压相位的相位比较结果；闭环控制离网启动的变流器的电压频率，具体用于：
将电网的电压相位和所述变压器的高压侧的电压相位的差值经过调节器获得频率调节量，将频率调节量进行限幅获得限幅后的频率调节量，将限幅后的频率调节量与预设频率进行叠加获得频率命令，将所述频率命令发送给离网启动的变流器，控制离网启动的变流器的相位。
在一种可能的实现方式中，预设频率为电网的额定频率或实时检测的电网的电压频率。
根据电网的电压相位和所述变压器的高压侧的电压相位的相位比较结果；闭环控制离网启动的变流器的电压频率，控制器具体用于：
将电网的电压相位和所述变压器的高压侧的电压相位的差值经过调节器获得频率调节量，将频率调节量进行限幅获得限幅后的频率调节量，将限幅后的频率调节量作为频率命令，将所述频率命令发送给离网启动的变流器，控制离网启动的变流器的相位。
在一种可能的实现方式中，控制器，具体用于根据频率命令改变离网启动的变流器的调制波的频率，来改变变压器的高压侧的电压的相位。
在一种可能的实现方式中，还包括：连接控制器的第一电压互感器和第二电压互感器；
第一电压互感器，用于检测电网的电压；
第二电压互感器，用于检测变压器的高压侧的电压；
控制器，具体用于根据电网的电压获得电网的电压幅值和电压相位，根据变压器的高压侧的电压获得变压器的高压侧的电压幅值和电压相位。
在一种可能的实现方式中，控制器，还用于变压器的高压侧的电压幅值与电网的电压幅值一致，且变压器的高压侧的电压相位与电网的电压相位一致，控制总开关合闸。
在一种可能的实现方式中，变流器的直流侧用于连接光伏组件或储能电池中的至少一项。
本申请还提供一种并网系统的同步方法，并网系统包括：总开关、变压器和变流器；变流器的输出端连接变压器的低压侧，变压器的高压侧用于通过总开关连接电网；在变流器并网前，总开关断开；
该方法包括：
控制变流器进行离网启动；
根据电网的电压相位和变压器的高压侧的电压相位的相位比较结果，闭环控制离网启动的变流器的电压频率，使变压器的高压侧的电压相位与电网的电压相位一致。
在一种可能的实现方式中，还包括：根据电网的电压幅值和变压器的高压侧的电压幅值的幅值比较结果，闭环控制离网启动的变流器的电压幅值，使变压器的高压侧的电压幅值与电网的电压幅值一致；
在一种可能的实现方式中，并网系统包括N个变压器和M个变流器，M和N均为整数，M大于等于N；一个变压器连接一个或多个变流器。
在一种可能的实现方式中，根据电网的电压幅值和变压器的高压侧的电压幅值的幅值比较结果，闭环控制离网启动的变流器的电压幅值，包括：
将电网的电压幅值和变压器的高压侧的电压幅值的差值经过调节器获得幅值比较结果，将幅值比较结果进行限幅获得限幅后的电压幅值命令，将电压幅值命令发送给离网启动的变流器，控制离网启动的变流器的电压幅值；
在一种可能的实现方式中，根据电网的电压相位和变压器的高压侧的电压相位的相位比较结果；闭环控制离网启动的变流器的电压频率，具体用于：
将电网的电压相位和所述变压器的高压侧的电压相位的差值经过调节器获得频率调节量，将频率调节量进行限幅获得限幅后的频率调节量，将限幅后的频率调节量与预设频率进行叠加获得频率命令，将所述频率命令发送给离网启动的变流器，控制离网启动的变流器的相位。
在一种可能的实现方式中，预设频率为电网的额定频率或实时检测的电网的电压频率。
根据电网的电压相位和所述变压器的高压侧的电压相位的相位比较结果；闭环控制离网启动的变流器的电压频率，具体包括：
将电网的电压相位和所述变压器的高压侧的电压相位的差值经过调节器获得频率调节量，将频率调节量进行限幅获得限幅后的频率调节量，将限幅后的频率调节量作为频率命令，将所述频率命令发送给离网启动的变流器，控制离网启动的变流器的相位。
在一种可能的实现方式中，控制离网启动的变流器的相位，包括：
根据频率命令改变离网启动的变流器的调制波的频率，来改变变压器的高压侧的电压的相位。
在一种可能的实现方式中，还包括：变压器的高压侧的电压幅值与电网的电压幅值一致，且变压器的高压侧的电压相位与电网的电压相位一致，控制总开关合闸。
由此可见，本申请具有如下有益效果：
本申请实施例提供的并网系统，无需额外增加同步装置，通过控制器和变流器的闭环协控即可实现变流器的输出电压与电网电压的同步。对于相位控制转换为频率控制，由于频率变化可以使相位快速变化，因为利用变化较慢的频率来影响变化较快的相位，从而实现变流器的电压相位对电网电压的相位进行慢赶快等的实时追踪效果，例如，如果变流器的电压的相位滞后电网电压的相位，则增大变流器的电压的频率，追赶电网电压的相位。反正，当变流器的电压的相位超前电网电压的相位，则减小变流器的输出电压的频率，等待电网电压的相位。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种并网系统的示意图；
图2为本申请实施例提供的又一种并网系统的示意图；
图3为本申请实施例提供的一种变流器的电压滞后电网电压的示意图；
图4为本申请实施例提供的一种变流器的电压超前电网电压的示意图；
图5为本申请实施例提供的一种电压幅值的闭环控制原理图；
图6为本申请实施例提供的一种电压相位的闭环控制原理图；
图7为本申请实施例提供的另一种电压相位的闭环控制原理图；
图8为本申请实施例提供的一种并网系统的同步方法的流程图。
具体实施方式
为了本领域技术人员更好地理解和实施本申请实施例提供的技术方案，下面先结合附图介绍并网系统的架构。
参见图1，该图为本申请实施例提供的一种并网系统的示意图。
并网系统包括M个变流器和N个变压器，M为大于等于1且大于N的整数，即变流器可以为多个，也可以为一个，一般情况下变流器为多个。N为大于等于1的整数。一个变压器可以连接一个变流器，另外，一个变压器也可以连接多个变流器，例如，一个变压器可以连接一个或多个集中式逆变器，一个变压器也可以连接多个组串式逆变器。
本申请实施例提供的变流器可以为双向变流器，既可以实现直流到交流的转换，又可以实现交流到直流的转换。本申请实施例也不具体限定变流器的直流侧连接的直流电源的类型，例如可以为光伏组件，也可以为储能电池等，也可以既包括光伏组件又包括储能电池。变流器可以为光伏逆变器或储能变流器中的至少一项，例如，光伏逆变器的直流侧连接光伏组件，储能变流器的直流侧连接储能电池。应该理解，当变流器为多个时，可以有的变流器为光伏逆变器连接光伏组件，有的变流器为储能变流器连接储能电池，即并网系统为光储并网系统。另外，也可以并网系统为光伏系统，也可以并网系统为储能系统，本申请实施例中均不作限定，以上各种系统均可以使用本申请实施例提供的技术方案。
以下实施例中为了方便描述和理解，仅是示意性以变流器数量和变压器的数量相等为例进行说明。以本申请实施例中以N＝M为例进行说明。
图1以变流器为DC/AC为例，N个变流器分别为DC/AC1、DC/AC2、DC/ACN。N个变压器分别为T1、T2直至TN，可以看出，DC/AC1的交流侧连接T1的低压侧，DC/AC2的交流侧连接T2的低压侧，DC/ACN的交流侧连接TN的低压侧。
每个变流器经过对应的变压器连接电网。由于变流器的输出电压较低，为了与电网电压匹配，变压器一般为升压变压器。本申请实施例不具体限定电网的电压等级，例如可以为几千伏至几十千伏的范围。
例如，并网系统为光伏发电并网系统时，在夜间或者阴雨天等光照条件很差的情况下，并网系统会处于待机状态，而升压变压器会一直与中高压电网相连接，这样在并网系统待机时，升压变压器将会产生空载损耗。为解决上述问题，可以在变压器的高压侧和电网之间设置总开关K，夜间断开总开关K，从而减少升压变压器的空载损耗。光伏板有能量输出时，通过变流器缓启建立电压，实现总开关K两侧电压同步，实现零冲击合闸功能。
常规的变流器并网过程中电网同步的方式是变流器对电网电压进行实时采样，计算出电网相位和幅值等信息，变流器根据电网电压的实时信息输出和电网同步的逆变电压。
与常规的变流器并网过程中电网同步不一样的是，该并网系统中，一般变流器和控制器的距离比较远，通信延时比较久，例如为微秒级，可以达到上百毫秒，通信延迟过程可能过了几个正弦波周期，因此，通信响应太慢，变流器无法根据控制器检测电网电压进行快速同步，相当于变流器无法得知电网电压的幅值和相位，即变流器无法对电网电压进行实时采样(us级别)，而能够对电网电压进行实时采样的控制器无法直接控制变流器的输出电压，因此常规控制方式无法实现中高压的电网同步。
而传统中一些同步的技术需要增加额外的装置来进行软启动或柔性开关，但是均会增加系统成本，硬件架构复杂。
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本申请实施例作进一步详细的说明。
参见图2，该图为本申请实施例提供的又一种并网系统的示意图。
本申请实施例提供的并网系统，包括：控制器100、总开关K、N个变压器和M个变流器，M和N均为整数，M大于等于所述N；一个变压器连接一个或多个变流器；本申请实施例中以M＝N为例进行介绍。N个变压器分别为T1、T2直至TN，N个变流器分别为10、20直至N0。
每个变流器的输出端连接对应的变压器的低压侧，每个变压器的高压侧均用于通过总开关连接电网；即，10连接T1的低压侧，20连接T2的低压侧，N0连接TN的低压侧。T1、T2直至TN的高压侧并联在一起连接总开关K的第一端，总开关K的第一端连接电网，应该理解，当并网系统为三相系统时，总开关K也包括三相开关，例如图2所示的总开关K。
例如，本申请实施例提供的并网系统，还包括：连接控制器100的第一电压互感器PT1和第二电压互感器PT2。
第一电压互感器PT1，用于检测电网的电压；此时由于K断开，因此，PT1仅可以检测到电网的电压。
第二电压互感器PT2，用于检测变压器的高压侧的逆变电压；此时由于K断开，因此，PT2仅可以检测到变压器的高压侧的电压。由于所有变压器的高压侧并联在一起，因此，各个变压器的高压侧的电压相等。
本申请实施例提供的并网系统，包括：控制器、总开关、N个变压器和N个变流器，N为大于等于1的整数；N个变压器和N个变流器一一对应；
每个变流器的输出端连接对应的变压器的低压侧，每个变压器的高压侧均用于通过总开关连接电网；在变流器并网前，总开关断开；
控制器100，用于控制至少一个变流器进行离网启动，根据电网的电压相位和变压器的高压侧的电压相位的相位比较结果，闭环控制离网启动的变流器的电压频率，使变压器的高压侧的电压相位与电网的电压相位一致。由于相位在一个电网电压的周期有360度，相位的变化很快，实时跟踪比较困难，因此，本申请实施例提供的并网系统，将相位的控制转换为频率的控制，频率的变化比较慢，例如从50Hz变化到55Hz，变化数值不会跨度太大，通过对变化较慢的频率控制来实现变流器的输出电压与电网电压的相位的同步。
总开关K一直处于断开状态，此时离网启动的变流器可以为一个，也可以为多个。离网启动的变流器主要是为了建立离网启动的电压，当总开关K两侧的电压一致时才闭合总开关K，电压一致包括幅值、频率和相位均一致，即变压器的高压侧的电压与电网电压达到同步才闭合总开关K，避免总开关K两端的电压不一样，闭合时对总开关K造成冲击。
控制器100可以与各个变流器进行通信。
本申请实施例提供的控制器，还用于根据电网的电压幅值和变压器的高压侧的电压幅值的幅值比较结果，闭环控制离网启动的变流器的电压幅值，使变压器的高压侧的电压幅值与电网的电压幅值一致。
本申请实施例提供的并网系统，无需额外增加同步装置，通过控制器和变流器的闭环协控即可实现变流器的输出电压与电网电压的同步。对于电压直接进行闭环控制，对于相位控制转换为频率控制，实现慢赶快等的实时追踪效果，即如果变流器的电压的相位滞后电网电压的相位，则增大变流器的电压的频率，追赶电网电压的相位。反正，当变流器的电压的相位超前电网电压的相位，则减小变流器的输出电压的频率，等待电网电压的相位。
本申请实施例提供的并网系统，并不受限于控制器与各个变流器通信延迟造成的影响，虽然变流器无法以us级别实时采样到电网的相位，因为相位变化非常快。但是，本申请实施例将变化较快的相位转换成变化速度较慢的频率，控制器控制变流器的输出电压的频率来逐渐逼近电网的频率，从而实现相位的控制。
为了更直观地理解本申请实施例提供的技术方案，可以参见图3所示的变流器的电压滞后电网电压的示意图，以及图4所示的变流器的电压超前电网电压的示意图。
从图3可以看出，变流器的输出电压Vout和电网电压Vg均为正弦波。变流器的输出电压Vout的相位滞后电网电压Vg的相位，因此，需要增大变流器的输出电压的频率，即变流器的输出电压的频率更高，相位变化更快，这样可以使变流器的输出电压的相位追赶上电网电压Vg的相位，从而使变流器的输出电压的相位与电网电压Vg的相位一致。
从图4可以看出，变流器的输出电压Vout的相位超前电网电压Vg的相位，因此，需要降低变流器的输出电压的频率，即变流器的输出电压的频率更低，相位变化速度下降，这样可以使变流器的输出电压的相位等待电网电压Vg的相位，从而使变流器的输出电压的相位与电网电压Vg的相位一致。
下面结合闭环控制原理图介绍本申请实施例对于电压幅值的同步控制。
参见图5，该图为本申请实施例提供的一种电压幅值的闭环控制原理图。
本申请实施例提供的并网系统，将电网的电压幅值Uref作为电压幅值闭环控制的参考值。控制器，根据电网的电压幅值Uref和变压器的高压侧的电压幅值Uinv的幅值比较结果，闭环控制离网启动的变流器的电压幅值，具体用于：
将电网的电压幅值Uref和变压器的高压侧的电压幅值Uinv的差值经过闭环调节器后，输出电压幅值调节量。例如调节器可以经过比例积分算法或比例算法输出电压幅值调节量，将幅值比较结果Ure进行限幅获得限幅后的电压幅值命令Ucmd，将电压幅值命令Ucmd发送给离网启动的变流器DC/AC，控制离网启动的变流器DC/AC的电压幅值。
从以上介绍的闭环控制可以看出，本申请实施例提供的电压幅值的闭环控制可以使电网的电压幅值与Uref和变压器的高压侧的电压幅值Uinv的幅值逐渐接近，最后达到一致，即两者的差值在允许范围内时，认为两者一致。
参见图6，该图为本申请实施例提供的一种电压相位的闭环控制原理图。
本申请实施例提供的并网系统，将电网的电压相位θref作为电压相位闭环控制的参考值。控制器，根据电网的电压相位θref和变压器的高压侧的电压相位θinv的相位比较结果；闭环控制离网启动的变流器的电压频率，具体用于：
将电网的电压相位θref和变压器的高压侧的电压相位θinv的差值经过闭环调节器获得频率幅值调节量θc，例如调节器可以经过比例积分算法或比例算法输出频率幅值调节量Δω，将频率幅值调节量Δω进行限幅获得限幅后的频率Δω1，将限幅后的频率Δω1与预设频率ω0进行叠加获得频率命令ωref，将频率命令ωref发送给离网启动的变流器DC/AC，控制离网启动的变流器DC/AC的相位。
本申请实施例不具体限定预设频率的具体数值，例如，预设频率可以为电网的额定频率，例如50Hz或60Hz，另外预设频率也可以为实时检测的电网的电压频率，例如实际检测的电压频率为52Hz或48Hz等，以上数值仅是举例说明，可以根据实际情况来设置。
另外，本申请实施例还提供一种电压相位的闭环控制原理，参见图7。
图7与图6的区别，是图7中不包括频率的前馈控制，而是直接将调节器输出的频率幅值调节量Δω进行限幅获得限幅后的频率，将限幅后的频率作为获得频率命令ωref，将频率命令ωref发送给离网启动的变流器DC/AC，控制离网启动的变流器DC/AC的相位。这种控制将更加简单，不需要进行频率的前馈控制。
本申请实施例提供的并网系统，不具体限定变流器调节其输出电压的频率的方式，应该理解，变流器调节输出电压主要是通过调节驱动开关管的脉冲宽度调制PWM信号来实现，PWM信号一般由载波和调制波来生成，一种可能的实现方式，控制器，具体用于根据频率命令改变离网启动的变流器的调制波的频率，进而改变PWM信号，PWM信号不同，则开关管的动作不同，进而可以改变变流器的输出电压的频率，通过输出电压的频率来改变输出电压的相位，进而改变变压器的高压侧的电压的相位，使变压器的高压侧的电压的相位与电网的电压相位一致。
本申请实施例中，对于电压幅值的闭环控制以及电压相位的闭环控制均涉及限幅，限幅的作用是为了被控对象不会跑偏，保证电压的幅值和相位均在安全可控的范围内。
以上实施例介绍了电压幅值和电压相位的控制，本申请实施例提供的控制器，还用于变压器的高压侧的电压幅值与电网的电压幅值一致，且变压器的高压侧的电压相位与电网的电压相位一致，控制总开关合闸，即只有当总开关两端的电压幅值和相位均一致时，才可以合闸，避免两端电压不同，对于总开关造成较大的冲击。
基于以上实施例提供的一种并网系统，本申请实施例还提供一种并网系统的同步方法，下面结合附图进行详细介绍。
参见图7，该图为本申请实施例提供的一种并网系统的同步方法的流程图。
本申请实施例提供的并网系统的同步方法，并网系统包括：总开关、变压器和变流器；变流器的输出端连接变压器的低压侧，变压器的高压侧用于通过总开关连接电网；在变流器并网前，总开关断开；
该方法包括：
S701：控制变流器进行离网启动；应该理解，可以控制多个变流器中的至少一个变流器进行离网启动。
S702：根据电网的电压相位和变压器的高压侧的电压相位的相位比较结果，闭环控制离网启动的变流器的电压频率，使变压器的高压侧的电压相位与电网的电压相位一致。
本申请实施例提供的并网系统的同步方法，无需额外增加同步装置，通过控制器和变流器的闭环协控即可实现变流器的输出电压与电网电压的同步。对于相位控制转换为频率控制，由于频率变化可以使相位快速变化，因为利用变化较慢的频率来影响变化较快的相位，从而实现变流器的电压相位对电网电压的相位进行慢赶快等的实时追踪效果，例如，如果变流器的电压的相位滞后电网电压的相位，则增大变流器的电压的频率，追赶电网电压的相位。反正，当变流器的电压的相位超前电网电压的相位，则减小变流器的输出电压的频率，等待电网电压的相位。
在本申请实施例提供的另一种实现方式中，本申请实施例还可以包括S703：根据电网的电压幅值和变压器的高压侧的电压幅值的幅值比较结果，闭环控制离网启动的变流器的电压幅值，使变压器的高压侧的电压幅值与电网的电压幅值一致。
本申请实施例不具体限定S702和S703的前后顺序关系。
根据电网的电压幅值和变压器的高压侧的电压幅值的幅值比较结果，闭环控制离网启动的变流器的电压幅值，包括：将电网的电压幅值和变压器的高压侧的电压幅值的差值经过比例积分算法或比例算法获得幅值比较结果，将幅值比较结果进行限幅获得限幅后的电压幅值命令，将电压幅值命令发送给离网启动的变流器，控制离网启动的变流器的电压幅值；
根据电网的电压相位和变压器的高压侧的电压相位的相位比较结果；闭环控制离网启动的变流器的电压频率，包括：将电网的电压相位和变压器的高压侧的电压相位的差值经过比例积分算法或比例算法获得相位比较结果，将相位比较结果进行限幅获得限幅后的相位，将限幅后的相位与预设频率进行叠加获得频率命令，将频率命令发送给离网启动的变流器，控制离网启动的变流器的相位。
预设频率为电网的额定频率或实时检测的电网的电压频率。
控制离网启动的变流器的相位，包括：根据频率命令改变离网启动的变流器的调制波的频率，来改变变压器的高压侧的电压的相位。
本申请实施例提供的并网系统的同步方法，还包括：变压器的高压侧的电压幅值与电网的电压幅值一致，且变压器的高压侧的电压相位与电网的电压相位一致，控制总开关合闸。
本申请实施例提供的并网系统，并不受限于控制器与各个变流器通信延迟造成的影响，虽然变流器无法以us级别实时采样到电网的相位，因为相位变化非常快。但是，本申请实施例将变化较快的相位转换成变化速度较慢的频率，控制器控制变流器的输出电压的频率来逐渐逼近电网的频率，从而实现相位的控制。
需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统或装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (20)
1.一种并网系统，其特征在于，包括：控制器、总开关、变压器和变流器；
所述变流器的输出端连接所述变压器的低压侧，所述变压器的高压侧用于通过所述总开关连接电网；在所述变流器并网前，所述总开关断开；
所述控制器，用于控制所述变流器进行离网启动，根据电网的电压相位和所述变压器的高压侧的电压相位的相位比较结果，闭环控制离网启动的变流器的电压频率，使所述变压器的高压侧的电压相位与所述电网的电压相位一致。
2.根据权利要求1所述的并网系统，其特征在于，所述控制器，还用于根据电网的电压幅值和所述变压器的高压侧的电压幅值的幅值比较结果，闭环控制离网启动的变流器的电压幅值，使所述变压器的高压侧的电压幅值与所述电网的电压幅值一致。
3.根据权利要求1或2所述的并网系统，其特征在于，所述并网系统包括N个变压器和M个变流器，所述M和所述N均为整数，所述M大于等于所述N；一个所述变压器连接一个或多个所述变流器。
4.根据权利要求2所述的并网系统，其特征在于，所述控制器，根据电网的电压幅值和所述变压器的高压侧的电压幅值的幅值比较结果，闭环控制离网启动的变流器的电压幅值，具体用于：
将电网的电压幅值和所述变压器的高压侧的电压幅值的差值经过调节器获得幅值比较结果，将幅值比较结果进行限幅获得限幅后的电压幅值命令，将所述电压幅值命令发送给离网启动的变流器，控制离网启动的变流器的电压幅值。
5.根据权利要求1所述的并网系统，其特征在于，所述控制器，根据电网的电压相位和所述变压器的高压侧的电压相位的相位比较结果；闭环控制离网启动的变流器的电压频率，具体用于：
将电网的电压相位和所述变压器的高压侧的电压相位的差值经过调节器获得频率调节量，将频率调节量进行限幅获得限幅后的频率调节量，将限幅后的频率调节量与预设频率进行叠加获得频率命令，将所述频率命令发送给离网启动的变流器，控制离网启动的变流器的相位。
6.根据权利要求5所述的并网系统，其特征在于，所述预设频率为电网的额定频率或实时检测的电网的电压频率。
7.根据权利要求1所述的并网系统，其特征在于，所述控制器，根据电网的电压相位和所述变压器的高压侧的电压相位的相位比较结果；闭环控制离网启动的变流器的电压频率，具体用于：
将电网的电压相位和所述变压器的高压侧的电压相位的差值经过调节器获得频率调节量，将频率调节量进行限幅获得限幅后的频率调节量，将限幅后的频率调节量作为频率命令，将所述频率命令发送给离网启动的变流器，控制离网启动的变流器的相位。
8.根据权利要求5-7任一项所述的并网系统，其特征在于，所述控制器，具体用于根据所述频率命令改变离网启动的变流器的调制波的频率，来改变所述变压器的高压侧的电压的相位。
9.根据权利要求1-7任一项所述的并网系统，其特征在于，还包括：连接所述控制器的第一电压互感器和第二电压互感器；
所述第一电压互感器，用于检测电网的电压；
所述第二电压互感器，用于检测所述变压器的高压侧的电压；
所述控制器，具体用于根据所述电网的电压获得所述电网的电压幅值和电压相位，根据所述变压器的高压侧的电压获得所述变压器的高压侧的电压幅值和电压相位。
10.根据权利要求1-7任一项所述的并网系统，其特征在于，所述控制器，还用于所述变压器的高压侧的电压幅值与所述电网的电压幅值一致，且所述变压器的高压侧的电压相位与所述电网的电压相位一致，控制所述总开关合闸。
11.根据权利要求9所述的并网系统，其特征在于，所述变流器的直流侧用于连接光伏组件或储能电池中的至少一项。
12.一种并网系统的同步方法，其特征在于，所述并网系统包括：总开关、变压器和变流器；所述变流器的输出端连接所述变压器的低压侧，所述变压器的高压侧用于通过所述总开关连接电网；在所述变流器并网前，所述总开关断开；
该方法包括：
控制所述变流器进行离网启动；
根据电网的电压相位和所述变压器的高压侧的电压相位的相位比较结果，闭环控制离网启动的变流器的电压频率，使所述变压器的高压侧的电压相位与所述电网的电压相位一致。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，还包括：根据电网的电压幅值和所述变压器的高压侧的电压幅值的幅值比较结果，闭环控制离网启动的变流器的电压幅值，使所述变压器的高压侧的电压幅值与所述电网的电压幅值一致。
14.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述并网系统包括N个变压器和M个变流器，所述M和所述N均为整数，所述M大于等于所述N；一个所述变压器连接一个或多个所述变流器。
15.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，所述根据电网的电压幅值和所述变压器的高压侧的电压幅值的幅值比较结果，闭环控制离网启动的变流器的电压幅值，包括：
将电网的电压幅值和所述变压器的高压侧的电压幅值的差值经过调节器获得幅值比较结果，将幅值比较结果进行限幅获得限幅后的电压幅值命令，将所述电压幅值命令发送给离网启动的变流器，控制离网启动的变流器的电压幅值。
16.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述根据电网的电压相位和所述变压器的高压侧的电压相位的相位比较结果；闭环控制离网启动的变流器的电压频率，具体用于：
将电网的电压相位和所述变压器的高压侧的电压相位的差值经过调节器获得频率调节量，将频率调节量进行限幅获得限幅后的频率调节量，将限幅后的频率调节量与预设频率进行叠加获得频率命令，将所述频率命令发送给离网启动的变流器，控制离网启动的变流器的相位。
17.根据权利要求16所述的方法，其特征在于，所述预设频率为电网的额定频率或实时检测的电网的电压频率。
18.根据权利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述根据电网的电压相位和所述变压器的高压侧的电压相位的相位比较结果；闭环控制离网启动的变流器的电压频率，具体包括：
将电网的电压相位和所述变压器的高压侧的电压相位的差值经过调节器获得频率调节量，将频率调节量进行限幅获得限幅后的频率调节量，将限幅后的频率调节量作为频率命令，将所述频率命令发送给离网启动的变流器，控制离网启动的变流器的相位。
19.根据权利要求16-18任一项所述的方法，其特征在于，所述控制离网启动的变流器的相位，包括：
根据所述频率命令改变离网启动的变流器的调制波的频率，来改变所述变压器的高压侧的电压的相位。
20.根据权利要求12-18任一项所述的方法，其特征在于，还包括：所述变压器的高压侧的电压幅值与所述电网的电压幅值一致，且所述变压器的高压侧的电压相位与所述电网的电压相位一致，控制所述总开关合闸。
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|---|---|---|---|
| CN202410089089.7A CN117748601A (zh) | 2024-01-22 | 2024-01-22 | 一种并网系统及同步方法 |
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| CN117748601A true CN117748601A (zh) | 2024-03-22 |
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| CN202410089089.7A Pending CN117748601A (zh) | 2024-01-22 | 2024-01-22 | 一种并网系统及同步方法 |
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| CN (1) | CN117748601A (zh) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN105656388A (zh) * | 2016-03-11 | 2016-06-08 | 韩伟 | 一种变频器软启动同步并网锁相的实现方法 |
| CN115589026A (zh) * | 2022-11-02 | 2023-01-10 | 北京索英电气技术有限公司 | 一种电源系统及储能变流器的并离网切换方法 |
| CN115800360A (zh) * | 2022-11-14 | 2023-03-14 | 阳光电源股份有限公司 | 一种并网发电系统及合闸方法 |
-
2024
- 2024-01-22 CN CN202410089089.7A patent/CN117748601A/zh active Pending
Patent Citations (3)
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