逆变器与电网连接瞬间变压器励磁电流的抑制方法和系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了逆变器与电网连接瞬间变压器励磁电流的抑制方法和系统，该方法主要包括：使逆变器工作且使逆变器在同步旋转坐标系下的输出电流参考值都为零；检测折算到Δ/Y变压器副边的逆变器输出电压和电网电压；将检测到的折算到Δ/Y变压器副边的逆变器输出电压进行三相静止坐标系向两相同步旋转坐标系变换得到ud、uq；将检测到的电网电压进行三相静止坐标系向两相同步旋转坐标系变换得到vd、vq；当逆变器工作使得ud=vd且uq=vq时，表明在并网开关在吸合之前，并网开关两端的交流电压同步。该逆变器与电网连接瞬间变压器励磁电流的抑制方法和系统，可以实现硬件成本低、能量消耗量小和能量转换效率高的优点。
【专利说明】逆变器与电网连接瞬间变压器励磁电流的抑制方法和系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及太阳能光伏发电【技术领域】，具体地，涉及逆变器与电网连接瞬间变压器励磁电流的抑制方法和系统。
【背景技术】
[0002]当前，随着石油、煤、天然气等化石能源消耗的不断增长和地球生态环境的日益恶化，世界各国都在积极寻找一种可持续发展且对生态环境无污染的新能源。太阳能作为一种高效无污染的新能源，已成为了当今能源结构中一个重要的组成部分。由于太阳能蕴藏量极其丰富，以及利用太阳能的发电技术日新月异，因此太阳能发电得到了国内外的广泛认可。太阳能并网发电是利用太阳能的一种有效方式，因此太阳能并网发电成为了一个重要的研究课题。在整个发电系统中，逆变并网是一个重要的过程，对系统能量的转换起着举足轻重的作用。
[0003]在逆变并网控制中，大多数都是基于电流的控制，这种情况下要求先将电网通过变压器与逆变器输出侧连接，但是在将电网与变压器连接的瞬间，若把电网电压直接加到并网变压器的副边绕组，瞬间会在并网变压器的副边产生很大的励磁冲击电流，这样的冲击电流会对变压器和电网产生较大危害，所以必须抑制冲击电流的产生。
[0004]目前解决变压器励磁冲击电流的主要方法是基于硬件软启动的方法，如图1所示，即在并网开关S的两侧连接一个电阻R和一个开关SI，在逆变器与电网连接前首先让开关SI导通，电网通过电阻R给变压器副边绕组励磁，当变压器副边绕组励磁饱和结束时，接通并网开关S，同时切断开关SI进行并网，这样就可以抑制变压器励磁冲击电流的产生。但是这种电路会增加硬件的成本，而且在电阻上会有能量的消耗，会影响系统的效率。
[0005]在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术中至少存在硬件成本高、能量消耗量大和能量转换效率低等缺陷。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于，针对上述问题，提出逆变器与电网连接瞬间变压器励磁电流的抑制方法，以实现硬件成本低、能量消耗量小和能量转换效率高的优点。
[0007]本发明的第二目的在于，提出逆变器与电网连接瞬间变压器励磁电流的抑制系统。
[0008]为实现上述目的，本发明采用的技术方案是:逆变器与电网连接瞬间变压器励磁电流的抑制方法，主要包括:
[0009]a、使逆变器工作，且使逆变器在同步旋转坐标系下的输出电流参考值都为零；
[0010]b、检测折算到Λ/Y变压器副边的逆变器输出电压和电网电压；
[0011]C、将检测到的折算到Λ/Y变压器副边的逆变器输出电压进行三相静止坐标系向两相同步旋转坐标系变换，得到ud、uq ;将检测到的电网电压进行三相静止坐标系向两相同步旋转坐标系变换，得到Vd、Vq ;[0012]d、当逆变器工作使得时，表明在并网开关在吸合之前，并网开关两端的交流电压同步，即幅值、频率以及相位都相同，此时吸合并网开关不会产生较大的变压器励磁冲击电流。
[0013]进一步地，在步骤d之前，还包括对变压器进行预先励磁的操作。
[0014]进一步地，在步骤b中，所述检测折算到Λ/Y变压器副边的逆变器输出电压和电网电压的操作，具体包括:
[0015]通过电压传感器检测得到逆变器输出电压Vab、Vea，Vbc由公式(1)求得:
[0016]Vbc=- (Vab+Vca) (1);
[0017]通过电压传感器检测得到电网电压va、V。，Vb由公式(2)求得:
[0018]vb=- (va+vc) (2)。
[0019]进一步地，在步骤c中，所述将检测到的折算到Λ/Y变压器副边的逆变器输出电压进行三相静止坐标系向两相同步旋转坐标系变换，得到Ud、uq的操作，进一步包括:
[0020]将变压器原边的线电压折算到电网侧，由折算得到的ua、ub, Uc经过三相静止坐标系到两相同步旋转坐标系的变换得到Ud、uq。
[0021]进一步地，所述将变压器原边的线电压折算到电网侧，由折算得到的ua、ub、u。经过三相静止坐标系到两相同步旋转坐标系的变换得到ud、U(1的操作，具体包括:
[0022]变压器采用Λ/Y接法，假设匝比n=Ns/Np，其中Ns、Np分别为变压器副边、原边匝数，η为自然数；将逆变器输出电压Vab、Vca, Vbc折算到电网侧，则存在公式(3):
【权利要求】
1.逆变器与电网连接瞬间变压器励磁电流的抑制方法，其特征在于，主要包括: a、使逆变器工作，且使逆变器在同步旋转坐标系下的输出电流参考值都为零； b、检测折算到Λ/Y变压器副边的逆变器输出电压和电网电压； C、将检测到的折算到△ /Y变压器副边的逆变器输出电压进行三相静止坐标系向两相同步旋转坐标系变换，得到ud、Uq ;将检测到的电网电压进行三相静止坐标系向两相同步旋转坐标系变换，得到vd、V,; d、当逆变器工作使得时，表明在并网开关在吸合之前，并网开关两端的交流电压同步，即幅值、频率以及相位都相同，此时吸合并网开关不会产生较大的变压器励磁冲击电流； 在步骤b中，所述检测折算到△/Y变压器副边的逆变器输出电压和电网电压的操作，具体包括: 通过电压传感器检测得到逆变器输出电压vab、vM，Vb。由公式(I)求得:
vbc=-(vab+vca) (I)； 通过电压传感器检测得到电网电压Va、V。，Vb由公式(2)求得: Vb=- (Va+Vc) ⑵； 在步骤C中，所述将检测到的折算到△/Y变压器副边的逆变器输出电压进行三相静止坐标系向两相同步旋转坐标系变换，得到Ud、Uq的操作，进一步包括: 将变压器原边的线电压折算到电网侧，由折算得到的Ua、ub, uc经过三相静止坐标系到两相同步旋转坐标系的变换得到Ud、uq ; 在步骤d中,所述逆变器工作使得Ud=Vd且Uq=Vq的操作,具体包括: 基于公式(8)，分别令id、iq的参考电流值id*、iq*都等于零，控制光伏并网逆变器输出电流为零，则得到公式(9)成立:
2.根据权利要求1所述的逆变器与电网连接瞬间变压器励磁电流的抑制方法，其特征在于，在步骤d之前，还包括对变压器进行预先励磁的操作。
3.根据权利要求1所述的逆变器与电网连接瞬间变压器励磁电流的抑制方法，其特征在于，所述将变压器原边的线电压折算到电网侧，由折算得到的Ua、ub、u。经过三相静止坐标系到两相同步旋转坐标系的变换得到Ud、uq的操作，具体包括: 变压器采用Λ/Y接法，假设匝比n=Ns/Np，其中Ns、Np分别为变压器副边、原边匝数，η为自然数；将逆变器输出电压Vab、Vca, Vbc折算到电网侧，则存在公式(3):
4.逆变器与电网连接瞬间变压器励磁电流的抑制系统，其特征在于，包括依次配合连接在光伏阵列PV与电网Grid之间的经典三相逆变电路IB、三相滤波电感L、Λ/Y接法并网变压器TF和并网开关S，并联在所述三相滤波电感L与Λ /Y接法并网变压器TF之间的三相滤波电容C，以及配合连接在所述三相滤波电感L和并网开关S之间的判断开关S吸合算法模块； 所述判断开关S吸合算法模块的工作过程，主要包括: a、使逆变器工作，且使逆变器在同步旋转坐标系下的输出电流参考值都为零； b、检测折算到Λ/Y变压器副边的逆变器输出电压和电网电压； C、将检测到的折算到△ /Y变压器副边的逆变器输出电压进行三相静止坐标系向两相同步旋转坐标系变换，得到ud、uq ;将检测到的电网电压进行三相静止坐标系向两相同步旋转坐标系变换，得到vd、V,; d、当逆变器工作使得时，表明在并网开关在吸合之前，并网开关两端的交流电压同步，即幅值、频率以及相位都相同，此时吸合并网开关不会产生较大的变压器励磁冲击电流； 在步骤d之前，还包括对变压器进行预先励磁的操作； 在步骤b中，所述检测折算到△/Y变压器副边的逆变器输出电压和电网电压的操作，具体包括: 通过电压传感器检测得到逆变器输出电压vab、vM，Vb。由公式(I)求得:
vbc=-(vab+vca) (I)； 通过电压传感器检测得到电网电压Va、V。，Vb由公式(2)求得: vb=-(va+vc)⑵； 在步骤c中，所述将检测到的折算到△/Y变压器副边的逆变器输出电压进行三相静止坐标系向两相同步旋转坐标系变换，得到ud、uq的操作，具体包括: 变压器采用Λ/Y接法，假设匝比n=Ns/Np，其中Ns、Np分别为变压器副边、原边匝数，η为自然数；将逆变器输出电压Vab、Vca, Vbc折算到电网侧，则存在公式(3):
【文档编号】H02M1/12GK103812134SQ201410058657
【公开日】2014年5月21日 申请日期:2014年2月20日 优先权日:2014年2月20日
【发明者】戴伟, 孙向东, 陈芳, 王建渊, 张琦, 刘越 申请人:新疆希望电子有限公司