一种交直流混合能源系统及其联合启动控制方法与流程

文档序号：20776513发布日期：2020-05-19 20:49阅读：183来源：国知局

本发明实施例涉及供电控制技术领域，具体涉及一种交直流混合能源系统及其联合启动控制方法。

背景技术：

目前，传统交流电压器的转换效率低、体积大，在一些位置限制的场所下，很难安装交流变压器。随着国民经济的快速发展，直流供电设备的应用领域越来越广，交直流混合供电需求不断增多，目前能量转变单一的交流变压器无法适应新的用能场景。

近几年，交直流混合的电力电子变压器得到了飞速发展，针对用户的高可靠性用电需求，需为用户配备两台电力电子变压器作为互为备用，从而提高供电可靠性。因此两台电力电子变压器的启动控制方法对两台电力电子变压器的快速可靠联结运行具有重要意义，可用于指导实际工程中两台电力电子变压器多端口的启动与联调。

现有电力电子变压器在两台启动运行控制策略方面存在以下不足：单台电力电子变压器具有多个端口，每个端口电压等级各不相同，既存在交流电、也有直流电，其中一个端口接外部大电网，另外的端口需通过母线与另一台电力电子变压器相互连接，因此互联母线的电压幅值、频率、相位都需一致才能连接成功，否则将连接失败，导致两台电力电子变压器不能并列运行。因此研究正确的、一定次序的启动控制策略，才能保证两台电力电子变压器能够快速互联。目前暂时缺少这种两台电力电子变压器的启动联合控制方法。

技术实现要素：

为此，本发明实施例提供一种交直流混合能源系统及其联合启动控制方法，以解决现有技术中的问题。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：

在本发明实施例的一个方面，提供了一种交直流混合能源系统，包括交流10kv电网、负载a、负载b、负载c和自动化综合控制系统，以及与所述自动化综合控制系统连接的电力电子变压器a和电力电子变压器b；

所述交流10kv电网通过10kv交流母线给所述电力电子变压器a和电力电子变压器b的交流输入端均提供10kv交流电，所述电力电子变压器a和所述电力电子变压器b的交流输出端均用于给所述负载a提供380v交流电；

在所述电力电子变压器a和所述电力电子变压器b的交流输入端和交流输出端均设置有通过信号线接入自动化综合控制系统的断路器；

所述电力电子变压器a和所述电力电子变压器b的直流10kv输出端通过10kv直流母线连接负载b，且在所述直流10kv输出端设置有连接至所述自动化综合控制系统的断路器；

所述电力电子变压器a和所述电力电子变压器b的直流240v输出端通过240v直流母线连接负载c，且在所述直流240v输出端设置有连接至所述自动化综合控制系统的断路器。

在本发明实施例的第二个方面，还提供了一种交直流混合能源系统的联合启动控制方法，包括如下步骤：

步骤100、启动自动化综合控制系统，自检信号线通信运行正常，确保自动化综合控制系统的仪器表盘都响应正常；

步骤200、电力电子变压器a单独启动；

步骤300、电力电子变压器b单独启动；

步骤400、电力电子变压器a和电力电子变压器b通过380v交流母线互联；

步骤500、电力电子变压器a和电力电子变压器b通过240v直流母线互联；

步骤600、电力电子变压器a和电力电子变压器b通过10kv直流母线互联；

步骤700、完成电力电子变压器a和电力电子变压器b的启动与互联运行。

作为本发明一种优选地方案，所述电力电子变压器a单独启动的步骤为：

检查并确保电力电子变压器a满足启动要求，其中电力电子变压器a处于热备用状态，断路器a、断路器b、断路器e、断路器f都处于断开状态；

自动化综合控制系统获得电力电子变压器a处于热备用状态，满足送电条件后，通过信号线a发合闸指令给断路器a；

断路器a接收到合闸指令后，执行开关动作合闸；

电力电子变压器a启动，注意观察启动是否正常；

电力电子变压器a启动完成。

作为本发明一种优选地方案，所述电力电子变压器b单独启动的步骤包括：

检查并确保电力电子变压器b)满足启动要求，其中电力电子变压器b处于热备用状态，断路器c、断路器d、断路器g、断路器h都处于断开状态；

自动化综合控制系统获得电力电子变压器b处于热备用状态，满足送电条件后，通过信号线c发合闸指令给断路器c；

断路器c接收到合闸指令后，执行开关动作合闸；

电力电子变压器b启动，注意观察启动是否正常；

电力电子变压器b启动完成。

作为本发明一种优选地方案，所述电力电子变压器a和电力电子变压器b通过380v交流母线互联的步骤包括：

第一步骤，自动化综合控制系统通过信号线b向断路器b发合闸指令；

第二步骤，断路器b接收合闸指令，执行开关动作合闸；

第三步骤，电力电子变压器b接收380v交流母线的电压信号，包括电压幅值、频率、相位信息，并进行调整跟随；

第四步骤，电力电子变压器b的380v端口电压调整至380v母线电压，通过总线b发送端口380v电压完成跟随信息至自动化综合控制系统；

第五步骤，自动化综合控制系统判断电力电子变压器b的380v端口电压与380v交流母线电压一致时，通过信号线d发出合闸指令至断路器d；

第六步骤，断路器d接收到合闸指令后，执行开关动作合闸；

第七步骤，如断路器d顺利合闸，开关不跳开，则两台电力电子变压器通过380v交流母线互联完成；如开关跳开，则重复第三步骤至第六步骤的过程。

作为本发明一种优选地方案，所述电力电子变压器a和电力电子变压器b通过240v直流母线互联的步骤包括：

第一步骤，自动化综合控制系统通过信号线e向断路器e发出合闸指令；

第二步骤，断路器e接收合闸指令，执行开关动作合闸；

第三步骤，电力电子变压器b接收240v直流母线的电压信号，包括电压幅值、谐波，并进行调整跟随；

第四步骤，电力电子变压器b的直流240v端口电压调整至母线电压，通过总线b发送直流240v端口电压完成跟随的信息至自动化综合控制系统；

第五步骤，自动化综合控制系统判断电力电子变压器b的直流240v端口电压与240v直流母线电压一致时，通过信号线g发出合闸指令至断路器g；

第六步骤，断路器g接收到合闸指令后，执行开关动作合闸；

第七步骤，如断路器g顺利合闸，开关不跳开，则两台电力电子变压器通过240v直流母线互联完成；如开关跳开，则重复第三步骤至第六步骤的过程。

作为本发明一种优选地方案，所述电力电子变压器a和电力电子变压器b通过10kv直流母线互联的步骤包括：

第一步骤，自动化综合控制系统通过信号线f向断路器f发出合闸指令；

第二步骤，断路器f接收合闸信指令，执行开关动作合闸；

第三步骤，电力电子变压器b接收10kv直流母线的电压信号，包括电压幅值、谐波，并进行调整跟随；

第四步骤，电力电子变压器b的直流10kv端口电压调整至母线电压，通过总线b发送直流10kv端口电压完成跟随的信息给自动化综合控制系统；

第五步骤，自动化综合控制系统判断电力电子变压器b的直流10kv端口电压与10kv直流母线电压一致时，通过信号线h发出合闸指令至断路器h；

第六步骤，断路器h接收到合闸指令后，执行开关动作合闸；

第七步骤，如断路器h顺利合闸，开关不跳开，则两台电力电子变压器通过10kv直流母线互联完成；如开关跳开，则重复第三步骤至第六步骤的过程。

本发明的实施方式具有如下优点：

本发明的方法指导了两台电力电子变压器由独立启动到并列运行的控制策略，从而高效率的完成两台交直流混合的电力电子变压器的并列运行，提高生产效率和供电可靠性。有效解决了两台电力电子变压器联合启动互联的难题，并且操作简便，安全可靠、效果好，可以避免互联失败，提高供电可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引伸获得其它的实施附图。

图1为本发明的交直流混合能源系统架构示意图。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，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做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。

如图1所示，本发明提供了一种交直流混合能源系统，包括交流10kv电网、负载a、负载b、负载c和自动化综合控制系统，以及与所述自动化综合控制系统连接的电力电子变压器a和电力电子变压器b；