一种级联式功率调节装置在电网电压变化过程中的控制方法与流程

本发明属于电力电子装置控制
技术领域：
，特别涉及一种级联式功率调节装置在电网电压变化过程中的控制方法。
背景技术：
：级联式变换器由于其结构简单、模块化，在大功率、中高压驱动系统中已得到广泛应用。近年来，随着风力发电等可再生能源发电系统的并网容量日益增加，需要在这些系统的并网处安装能够进行有功以及无功功率调节的电力电子装置来解决其并网带来的电能质量问题。因此，把级联式变换器拓扑应用于高压、大容量无功功率调节系统的研究也日益广泛。但是，中华人民共和国能源行业标准NBT42043-2014对于高压静止型动态无功补偿装置运行性能要求如下：装置与电网连接点正常运行电压变化范围允许值为0.8～1.2(标幺值)。当并网点电压骤降不低于20％标称电压时，装置无论处于任何工况，应能在响应时间限值内输出相应补偿电流维持625ms以上；当并网电压在发生骤降2s后能恢复到标称电压的80％时，装置应保证连续输出相应补偿电流；当电网电压恢复正常后，装置恢复原有工况运行。当电网电压高于上限运行电压或低于下限运行电压时装置宜闭锁不退出运行。装置在规定的各种运行模式下均应符合能标的要求，但是，以上标准都是对控制目标进行了概述，没有涉及到装置的具体控制方法，目前还没有相关厂家提出相应的解决手段实现上述控制目标。技术实现要素：本发明所要解决的技术问题就是提供一种用于级联式功率调节装置在电网电压变化过程中的控制方法，尤其涉及一种用于级联式功率调节装置对外输出功率的控制方法，通过具体的控制方法手段保证设备在电网波动及故障状态下的安全运行。为解决上述技术问题，本发明提出一种级联式功率调节装置在电网电压变化过程中的控制方法，a)通过电压传感器，获取级联式功率调节装置与电网连接点三相交流电压，记为vu,vv,vw；b)根据上述三相交流电压，通过三相静止坐标系到两相旋转坐标系变换以及数字锁相环运算，得到电网连接点线电压有效值，记为：Vs；c)根据上述得到的Vs，与电网额定电压UN进行比较，UN为一常量；d)如果Vs大于或者等于0.8倍UN且Vs小于或者等于1.2倍UN，级联式功率调节装置运行在恒电压模式；e)如果Vs小于0.8倍UN，级联式功率调节装置运行在低电压穿越模式；f)如果Vs大于1.2倍UN，级联式功率调节装置封PWM波，但不分断高压开关，此时，控制系统检测级联式功率调节装置有无重故障，如果出现重故障，则级联式功率调节装置分断高压开关并停机，如果无重故障，则重新回到步骤c)。进一步的，在步骤e)中，控制系统设定定时时间t在0到2s，如果定时时间t在625ms以内，每隔Nms把采样电压Vs与0.2倍UN进行比较，其中N为大于零小于100的整数；如果Vs大于或者等于0.2倍UN，则级联式功率调节装置输出额定无功电流；如果Vs小于0.2倍UN，级联式功率调节装置封PWM波，但不分断高压开关，此时控制系统检测级联式功率调节装置有无重故障，如果出现重故障，则级联式功率调节装置分断高压开关并停机；如果定时时间t在625ms以后时，每隔Nms把采样电压Vs与进行比较，其中t为定时时间，如果Vs大于或者等于则级联式功率调节装置输出额定无功电流，如果Vs小于级联式功率调节装置封PWM波，但不分断高压开关，此时，控制系统检测级联式功率调节装置有无重故障，如果出现重故障，则级联式功率调节装置分断高压开关并停机；如果定时时间t到了2s，Vs恢复大于或者等于0.8倍UN，级联式功率调节装置恢复运行在恒电压模式，否则，级联式功率调节装置封PWM波，但不分断高压开关，此时，控制系统检测级联式功率调节装置有无重故障，如果出现重故障，则级联式功率调节装置分断高压开关并停机。本发明与现有技术相比的有益效果是：1)在电网电压波动的情况下，只要电网系统不危及设备本身安全，设备就能持续正常运行。2)在电网故障情况下，设备能够发挥最大的无功支撑能力来支撑电网电压，改善电网电能质量，有助于新能源发电站实现低电压穿越功能。3)通过使用本专利的发明方法，能够在不同电网电压情况下，设备在提供最大无功电流的同时有效保证装置自身的安全稳定。附图说明图1为级联式功率调节装置工作电压范围图。图2为级联式功率调节装置拓扑结构图。图3为级联式功率调节装置总体控制流程框图。图4为级联式功率调节装置LVRT控制流程框图。具体实施方式以下结合附图对本发明的一种用于级联式功率调节装置在电网电压变化过程中的控制方法进一步描述。如图1所示，从625ms到2ms的电压曲线可以用一次函数描述，即y＝k*t+b，其中t为控制系统定时器计数时间，k为一常量，b也为一常量，y为电压值。0.2UN=k*625+b0.8UN=k*2000+b]]>由图1，我们可以得到：其中，UN为电网额定电压，k=0.61375UNb=-0.073UN]]>通过上式我们可以得到：，即电压值y可以由时间t的函数描述，即如图2所示，本发明的电路结构图提供了一种级联式功率调节装置，它采用级联多个单相全桥逆变单元的方式实现高压并网，但是并网点电压的变化会引起装置采用不同的控制策略来实现对自身的保护以及不脱网运行。为解决上述技术问题，本发明技术方案如下：一种用于级联式功率调节装置在电网电压变化过程中的控制方法，该方法包括以下各步骤，且该方法的整体控制流程图如图3所示：a)通过电压传感器，获取级联式功率调节装置与电网连接点三相交流电压，记为vu,vv,vw；b)根据上述三相交流电压，通过三相静止坐标系到两相旋转坐标系变换以及数字锁相环运算，得到电网连接点线电压有效值，记为：Vs；c)根据上述得到的Vs，与电网额定电压UN进行比较，UN为一常量；d)如果Vs大于或者等于0.8倍UN且Vs小于或者等于1.2倍UN，级联式功率调节装置运行在恒电压模式；e)如果Vs小于0.8倍UN，级联式功率调节装置运行在低电压穿越模式，该控制模式流程图如图4所示：在步骤e)中，控制系统定时器设定定时时间t在0到2s，如果定时时间在625ms以内，每隔25ms把采样电压Vs与0.2倍UN进行比较，如果Vs大于或者等于0.2倍UN，则级联式功率调节装置输出额定无功电流，如果Vs小于0.2倍UN，级联式功率调节装置封PWM波，但不分断高压开关，此时，控制系统检测级联式功率调节装置有无重故障，如果出现重故障，则级联式功率调节装置分断高压开关并停机；如果定时时间在625ms以后时，每隔25ms把采样电压Vs与进行比较，其中t为控制系统定时器计数时间，如果Vs大于或者等于则级联式功率调节装置输出额定无功电流，如果Vs小于级联式功率调节装置封PWM波，但不分断高压开关，此时，控制系统检测级联式功率调节装置有无重故障，如果出现重故障，则级联式功率调节装置分断高压开关并停机；如果定时时间2s到，Vs恢复大于或者等于0.8倍UN，级联式功率调节装置恢复运行在恒电压模式，否则，级联式功率调节装置封PWM波，但不分断高压开关，此时，控制系统检测级联式功率调节装置有无重故障，如果出现重故障，则级联式功率调节装置分断高压开关并停机；f)如果Vs大于1.2倍UN，级联式功率调节装置封PWM波，但不分断高压开关。此时，控制系统检测级联式功率调节装置有无重故障，如果出现重故障，则级联式功率调节装置分断高压开关并停机，如果无重故障，则重新回到步骤c)；对于具体实施方式的理解的描述仅仅是为帮助理解本发明，而不是用来限制本发明的。本领域技术人员均可以利用本发明的思想进行一些改动和变化，只要其技术手段没有脱离本发明的思想和要点，仍然在本发明的保护范围之内。当前第1页1 2 3